AES (Advanced Encryption Standard) ist das weltweit am häufigsten eingesetzte Verfahren der symmetrischen Verschlüsselung. Die Kryptographie nutzt AES in HTTPS, WLAN (WPA2/WPA3), VPN-Verbindungen, Festplatten- und Datei-Verschlüsselung sowie in unzähligen Cipher Suites des TLS-Handshakes.
Entstehung und Standardisierung
AES entstand aus einem öffentlichen Wettbewerb des US-amerikanischen NIST, der den 1977 eingeführten DES-Standard ablösen sollte. 2001 wurde der Entwurf Rijndael der belgischen Kryptographen Joan Daemen und Vincent Rijmen als Gewinner ausgewählt und als FIPS-197-Standard veröffentlicht. AES ist ein symmetrischer Blockchiffre: Sender und Empfänger verwenden denselben geheimen Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln.
Technische Eckdaten
- Blockgröße: fest 128 Bit (16 Byte) pro Datenblock
- Schlüssellängen: 128, 192 oder 256 Bit
- Runden: 10 Runden bei 128-Bit-Schlüssel, 12 bei 192 Bit, 14 bei 256 Bit
- Struktur: Substitutions-Permutations-Netzwerk (SPN) mit nichtlinearer Substitution über eine S-Box
Jede Runde durchläuft die Schritte SubBytes, ShiftRows, MixColumns und AddRoundKey — eine Kombination aus Substitution und Permutation, die den Klartext nach wenigen Runden vollständig durchmischt. AES-128 gilt heute als sicher; AES-256 wird für höchste Anforderungen wie die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung eingesetzt.
AES und asymmetrische Verfahren
AES ist schnell und effizient, hat aber ein Problem: die Schlüsselverteilung. Beide Seiten müssen denselben Schlüssel kennen. In HTTPS löst das der TLS-Handshake mit einem asymmetrischen Verfahren wie RSA oder ECDSA: Er tauscht einen Sitzungsschlüssel aus, mit dem anschließend AES die eigentlichen Daten verschlüsselt. Diese Kombination aus asymmetrischer und symmetrischer Verschlüsselung wird als hybride Verschlüsselung bezeichnet.
Verwandte Grundlagen: Cipher Suite, TLS-Handshake, Verschlüsselung.