Eines der wichtigsten Ziele der Kryptographie ist die Geheimhaltung von Daten vor Unbefugten durch die Anwendung von Verschlüsselungsverfahren. Das Ziel der Verschlüsselung ist hierbei, die Nachricht so zu verändern, dass nur Berechtigte die Nachricht entschlüsseln und lesen können. Damit der Empfänger einer Nachricht die Verschlüsselung aufheben kann, muss er im Besitz eines Schlüssels sein. Nach der Verwendung von Schlüsseln können Verschlüsselungsverfahren in
eingeteilt werden.
Bei den symmetrischen Verfahren sind Sender und Empfänger einer verschlüsselten Nachricht m beide im Besitz eines geheimen Schlüssels k, des Verschlüsselungsverfahren f und des Entschlüsselungsverfahren f'. Die Verfahren zur symmetrischen Verschlüsselung lassen sich weiter in Blockchiffren und Stromchiffren unterteilen. Im Gegensatz zu Blockchiffren, die eine Nachricht blockweise verschlüsseln, wird bei den Stromchiffren die Nachricht zeichenweise verschlüsselt, wobei sich in der Regel der aktuell verwendete Schlüsselstrom von Zeichen zu Zeichen ändert.
Formal ist eine additive Stromchiffre eine Funktion f, die aus dem geheimen Schlüssel k der Länge von n Bits einen Keystreamfolge z der Länge l>n erzeugt. Die zu verschlüsselnde Nachricht m der Länge von l Bits, als Bitfolge in der Darstellung m=m1, m2, ... ml, wird mit dem Keystream zur Chiffratfolge c durch bitweises XOR gebildet.
Die Entschlüsselung erfolgt dadurch, dass der Empfänger der verschlüsselten Nachrichtenfolge c mit der Funktion f und dem geheimen Schlüssel k den gleichen Keystream z erzeugt und durch bitweises XOR von Keystream z und Chiffratfolge c die Nachrichtenfolge m zurückgewinnt. Die Keystreamfolge z ist eine pseudozufällige Bitfolge. Sie sollte neben gewissen statistischen Eigenschaften weiteren kryptograpischen Anforderungen entsprechen.
Am Lehrgebiet Kommunikationssysteme wurden im Bereich des Design und der Analyse von Stromchiffregeneratoren gearbeitet. Schwerpunktthemen waren hierbei:
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