Verschlüsselungs Techniken


Logic-gate-xor-usBereits zu Zeiten Cäsars wurden Nachrichten Verschlüsselt.

Nach einem ähnlichem Muster wie damals funktioniert die Verschlüsselungstechnik „One-Time-Pad“ mithilfe einer „lange Liste von Zeichen“ die der Sender sowie der Absender besitzen.

Die Zeichen des Klartexts werden nacheinander mit den Zeichen des One-Time-Pads XOR verknüpft. Die Liste hat dementsprechend gleichviel Zeichen wie der Verschlüsselte Text.

Vereinfacht dargestellt:

Das Resultat = A XOR B kann nur einer von zwei Werten haben, 0 oder 1. 1 XOR 1 = 0 = 0 XOR 0 und 1 XOR 0 = 1 = 0 XOR 1. Der Algorithmus besteht nun darin digitalisierten Text mit digitalisierten One-Time-Pad Zeichen, Bit für Bit zu vergleichen.

Auf dem Windows Rechner können sie über die numerische Tastatur ANSI ASCII Zeichensatz (256 Zeichen/8Bit) dezimal Codes ins Notepad.exe eingeben.

ASCII-Notepad

Dez_bin_XOR2

Das Problem dieser an sich perfekte Verschlüsselung ist die Notwendigkeit diese Liste mit den zur Verschlüsslung verwendeten Zeichen auf sicherem Weg dem Empfänger zu übermitteln.

XOR Anwendung in der Datenspeicherung und Fehler Kontrolle/Korrektur

Sicherlich interessant an dieser Stelle und auch zum Verständnis beitragend, wie XOR in einem RAID 5 Disk Verbund die Verfügbarkeit erhöht. Für jedes Bit welches auf der Platte gespeichert werden sollte, wird ein Paritätsbit errechnet. Das Paritätsbit wird entweder auf einer extra Plate oder auf die Platen verteilt gespeichert. Die Darstellung ist wiederum vereinfacht, denn bei Schreib/Lese Fehler oder ausfällen ganzer Platten treten weitere Kriterien zutage. Man will sicher Fehler erkenn und korrigieren können, aber auch Speicher sparen, Herstellungskosten senken. Es kommen verschiedene Fehler-Erkennungs / Korrektur-Verfahren zur Anwendung. Zudem verlangen unterschiedliche RAID Levels unterschiedliche Verfahren. Beispielsweise die Paritäts Prüfung pro Bit auf Horizontaler und Vertikaler Ebene.

RAID_XOR_Grafik

Gerade oder ungerade Anzahl von Einsen ergibt entweder 1 oder 0 als Paritäts-Bit. Wenn Beispielsweise eine Eins wegfällt kehrt sich das Paritäts-Bit. Kann aber nur einen alternativen Wert erhalten und schon ist der Fehler behoben.