Startseite
Themen
End-to-End-Verschlüsselung
End-to-End-Verschlüsselung (E2EE) ist ein sicheres Kommunikationsverfahren, das Daten verschlüsselt, bevor sie an einen anderen Endpunkt übertragen werden. Die Daten bleiben während der Übertragung verschlüsselt und werden auf dem Gerät des Empfängers entschlüsselt. Messaging-Apps, SMS und andere Kommunikationsdienste nutzen E2EE, um Nachrichten vor unbefugtem Zugriff zu schützen.
End-to-End-Verschlüsselung (E2EE) wird allgemein als die privateste und sicherste Methode zur Kommunikation über ein Netzwerk angesehen.
Ähnlich wie andere Verschlüsselungsmethoden wandelt E2EE mithilfe von Kryptografie lesbaren Klartext in unlesbaren Chiffretext um. Dieser Prozess trägt dazu bei, vertrauliche Informationen vor unbefugten Benutzern zu verbergen und stellt sicher, dass nur die beabsichtigten Empfänger – mit dem richtigen Entschlüsselungsschlüssel – auf vertrauliche Daten zugreifen dürfen.
E2EE unterscheidet sich jedoch von anderen Verschlüsselungsmethoden, weil es Datensicherheit von Anfang bis Ende bietet. Die Daten werden auf dem Gerät des Absenders verschlüsselt, bleiben während der Übertragung verschlüsselt und werden erst entschlüsselt, wenn sie das Endgerät des Empfängers erreichen. Dieses Verfahren stellt sicher, dass Serviceanbieter, die die Kommunikation erleichtern, wie z. B. WhatsApp, nicht auf die Nachrichten zugreifen können. Nur der Absender und der vorgesehene Empfänger können die Nachrichten lesen.
Im Vergleich dazu sichert die Verschlüsselung im Transit die Daten nur während der Übertragung zwischen den Endgeräten. Das Verschlüsselungsprotokoll Transport Layer Security (TLS) zum Beispiel verschlüsselt Daten auf dem Weg zwischen einem Client und einem Server. Es bietet jedoch keinen starken Schutz vor dem Zugriff durch Zwischenhändler wie Anwendungsserver oder Netzwerkanbieter.
Eine Standardverschlüsselung bei der Übertragung ist oft effizienter, aber viele Einzelpersonen und Unternehmen befürchten das Risiko, dass Serviceanbieter auf ihre sensiblen Daten zugreifen. Jede Gefährdung, selbst auf Endgeräteebene, kann den Datenschutz und die allgemeine Cybersicherheit ernsthaft gefährden.
Viele halten E2EE für den Goldstandard für den Schutz sensibler Daten in der digitalen Kommunikation, vor allem, da Unternehmen mehr Ressourcen für effektive Datenverwaltung aufwenden und Verbraucher sich zunehmend Sorgen um Datensicherheit machen. Eine kürzlich durchgeführte Studie ergab, dass 81 % der Amerikaner besorgt darüber sind, wie Unternehmen die über sie gesammelten Daten verwenden.1
Der IBM X-Force® Threat Intelligence Index 2024 liefert wesentliche Forschungserkenntnisse und Empfehlungen, um Ihnen zu helfen, mit größerer Geschwindigkeit und Wirksamkeit auf Angriffe zu reagieren.
Bei der End-to-End-Verschlüsselung handelt es sich um einen relativ unkomplizierten Vorgang, bei dem lesbare Daten in ein unlesbares Format umgewandelt, sicher übertragen und am Ziel wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkonvertiert werden.
Konkret umfasst E2EE in der Regel die folgenden vier Schritte:
- Verschlüsselung
- Übertragung
- Entschlüsselung
- Authentifizierung
1. Verschlüsselung
E2EE beginnt mit der Verwendung eines Verschlüsselungsalgorithmus zum Verschlüsseln der vertraulichen Daten. Dieser Algorithmus verwendet komplexe mathematische Funktionen, um die Daten in ein unlesbares Format zu verschlüsseln, das als Chiffretext bezeichnet wird. Nur autorisierte Benutzer mit einem geheimen Schlüssel, dem so genannten Entschlüsselungsschlüssel oder Dechiffrierschlüssel, können die Nachrichten lesen.
E2EE kann ein asymmetrisches Verschlüsselungsschema verwenden, bei dem zwei verschiedene Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln von Daten verwendet werden, oder ein symmetrisches Verschlüsselungsschema, bei dem ein einziger gemeinsamer Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln verwendet wird. Viele E2EE-Bereitstellungen verwenden eine Kombination aus beidem (siehe „Symmetrische vs. asymmetrische Verschlüsselung“).
2. Übertragung
Verschlüsselte Daten (Chiffretext) werden über einen Kommunikationskanal wie das Internet oder andere Netzwerke übertragen. Die Nachricht bleibt für Anwendungsserver, Internet Service Provider (ISP), Hacker oder andere Stellen auf dem Weg zu ihrem Ziel unlesbar. Stattdessen erscheinen sie als zufällige, unverständliche Zeichen für jeden, der sie abfangen könnte.
3. Entschlüsselung
Beim Erreichen des Geräts des Empfängers wird der Chiffretext mit dem privaten Schlüssel des Empfängers (bei asymmetrischer Verschlüsselung) oder dem gemeinsamen Schlüssel (bei symmetrischer Verschlüsselung) entschlüsselt. Nur der Empfänger besitzt den privaten Schlüssel, der zur Entschlüsselung der Daten erforderlich ist.
4. Authentifizierung
Entschlüsselte Daten werden überprüft, um ihre Integrität und Authentizität sicherzustellen. In diesem Schritt kann die digitale Signatur oder andere Anmeldeinformationen des Absenders überprüft werden, um sicherzustellen, dass niemand die Daten während der Übertragung manipuliert hat.
Es gibt zwei Arten von Verschlüsselungsmethoden– symmetrische Verschlüsselung und asymmetrische Verschlüsselung – die geheime Schlüssel unterschiedlich verwenden.
Bei der symmetrischen Verschlüsselung wird ein gemeinsamer Schlüssel für die Ver- und Entschlüsselung verwendet, was die Geschwindigkeit und Effizienz erhöht, aber eine sichere Schlüsselverwaltung erfordert. Daten sind gefährdet, wenn der Schlüssel kompromittiert wird.
Im Gegensatz dazu verwendet die asymmetrische Verschlüsselung zwei kryptografische Schlüssel: einen öffentlichen Schlüssel für die Verschlüsselung und einen privaten Schlüssel für die Entschlüsselung. Diese Methode macht den sicheren Schlüsselaustausch überflüssig, führt aber oft zu einer langsameren Verarbeitung.
Unternehmen, die E2EE implementieren, verwenden häufig eine Kombination aus symmetrischer und asymmetrischer Verschlüsselung.
Wenn zwei Benutzer beispielsweise ein Gespräch in WhatsApp initiieren, generieren sie einen eindeutigen Sitzungsschlüssel für diese bestimmte Unterhaltung. Dieser Sitzungsschlüssel ermöglicht die symmetrische Ver- und Entschlüsselung der während der Konversation ausgetauschten Nachrichten.
Der Sitzungsschlüssel wird über ein asymmetrisches Verschlüsselungssystem geteilt. Sie wird mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsselt und mit seinem privaten Schlüssel entschlüsselt, sodass ein Abhörer sie während der Übertragung nicht stehlen kann.
Mit dieser kombinierten Methode können Benutzer sowohl von der Sicherheit der asymmetrischen Verschlüsselung als auch von der Effizienz der symmetrischen Verschlüsselung profitieren.
Die End-to-End-Verschlüsselung hat mehrere Anwendungsfälle, die sich auf den Schutz personenbezogener Daten und sensibler Informationen konzentrieren.
Zu den gängigen Anwendungsfällen für E2EE gehören:
- Sichere Kommunikation
- Passwortverwaltung
- Datenspeicher
- Dateifreigaben
Am häufigsten wird E2EE für die sichere Kommunikation über Mobilgeräte und Online-Messaging-Services verwendet. Diese Messenger-Apps verwenden E2EE, um sicherzustellen, dass nur der Absender und der Empfänger Nachrichten lesen können, nicht aber die Serviceanbieter.
iMessage von Apple verwendet E2EE, um Nachrichten, die zwischen iPhones und anderen Apple-Geräten gesendet werden, zu schützen, sodass niemand, auch nicht Apple, die Nachrichten lesen kann.
Bei Android ist die Situation vielfältiger. Android selbst erzwingt E2EE nicht für alle Messaging-Apps und überlässt dies stattdessen dem Ermessen der einzelnen App-Entwickler. Viele Messaging-Apps im Google Play Store bieten jedoch E2EE an.
WhatsApp beispielsweise, das zu Meta gehört, nutzt E2EE für alle Nachrichten und Anrufe und stellt damit sicher, dass selbst der Serviceanbieter keinen Zugriff auf den Inhalt der Kommunikation hat. Signal ist für seinen starken Fokus auf Datenschutz und Sicherheit bekannt. Es bietet standardmäßig E2EE für die gesamte Kommunikation, einschließlich Nachrichten, Anrufe und Video-Chats.
E-Mail-Systeme können auch eine End-to-End-Verschlüsselung verwenden, die häufig eine PGP-Verschlüsselungskonfiguration (Pretty Good Privacy) erfordert. PGP ist ein Programm zur Datenverschlüsselung und -entschlüsselung, das Nachrichteninhalte sichert und Absender authentifiziert, um Manipulationen zu verhindern.
Einige E-Mail-Services wie Proton Mail bieten integrierte Unterstützung für PGP, was den Prozess für Benutzer vereinfacht. Andere Services, wie z. B. Tuta, bieten ihre eigenen End-to-End-Verschlüsselungsmethoden an.
Mehrere bekannte Passwort-Manager – wie 1Password, Bitwarden, Dashlane und LastPass – verwenden E2EE, um die Passwörter der Benutzer zu schützen.
Im Gegensatz zu Messaging-Services haben diese Anbieter keine zweite Partei. Der Benutzer ist die einzige Person mit einem Verschlüsselungsschlüssel, und E2EE schützt Passwortdaten bei der Synchronisierung zwischen Geräten.
Speichergeräte bieten häufig E2EE im Ruhezustand, um sicherzustellen, dass die auf dem Gerät gespeicherten Daten verschlüsselt und sicher bleiben. Service-Provider können E2EE auch bei der Übertragung in einer Cloud-Speicherumgebung anbieten, um die sensiblen Daten der Benutzer vor jedermann zu schützen, auch vor dem Cloud-Service-Provider.
Dieser duale Ansatz stellt sicher, dass die Daten sowohl bei der Speicherung als auch bei der Übertragung zwischen Geräten oder in die Cloud geschützt sind.
Juristische, geschäftliche und persönliche Dateien enthalten oft kritische und sensible Daten, die in den falschen Händen eine ernste Gefahr darstellen können.
E2EE stellt sicher, dass Unbefugte während der Übertragung nicht auf diese Dateien zugreifen. Zu den typischen Anwendungen von E2EE bei der Dateifreigabe gehören Peer-to-Peer (P2P)-Dateifreigabe, verschlüsselte Cloud-Speicher und spezialisierte Dateiübertragungsservices.
Die End-to-End-Verschlüsselung bietet zahlreiche Vorteile hinsichtlich Datensicherheit und Datenschutz und ist daher von entscheidender Bedeutung für die Absicherung digitaler Kommunikation, den Schutz vertraulicher Informationen und die Gewährleistung der Integrität der Datenübertragung.
Zu den Hauptvorteilen von E2EE gehören:
- Datensicherheit
- Datenschutz
- Schutz vor Überwachung durch Dritte
- Verbessertes Compliance-Management
- Manipulationssicherheit
- Verbesserte Kommunikation und Zusammenarbeit
Datensicherheit
E2EE ist oft die Lösung der Wahl, wenn die Datensicherheit von größter Bedeutung ist. Laut dem Cost of a Data Breach Report von IBM belaufen sich die durchschnittlichen Kosten für eine Datenschutzverletzung weltweit auf 4,88 Millionen USD – der bisher höchste Wert.
Durch die End-to-End-Verschlüsselung der Daten schützt E2EE vor Hacking und Datenschutzverletzungen. Es stellt sicher, dass nur autorisierte Parteien Zugriff auf den Inhalt der Kommunikation haben, und fügt eine robuste Sicherheitsebene hinzu, die es für Bedrohungsakteure sehr schwierig macht, vertrauliche Informationen zu kompromittieren.
Datenschutz
E2EE trägt dazu bei, dass nur die kommunizierenden Benutzer die Nachrichten lesen können, was für den Datenschutz entscheidend ist, insbesondere bei sensibler Kommunikation.
Denken Sie an einige Szenarien, die auf den hohen Datenschutz von E2EE angewiesen sind: Finanztransaktionen, persönliche Nachrichten, vertrauliche Geschäftsgespräche, Gerichtsverfahren, medizinische Daten und finanzielle Details wie Kreditkarten- und Bankkontoinformationen.
Sollte eine dieser sensiblen Informationen in unbefugte Hände gelangen, könnte dies schwerwiegende Folgen für Benutzer und Unternehmen haben.
Schutz vor Überwachung
E2EE kann Benutzern dabei helfen, ihre Privatsphäre zu schützen und sich gegen unaufgeforderte Überwachung und staatliche Überwachung zu schützen.
Die hohe Sicherheit des Systems kann dazu beitragen, die Freiheit des Einzelnen und die bürgerlichen Freiheiten zu schützen, indem sichergestellt wird, dass Serviceanbieter, Regierungen und andere Dritte nicht ohne Zustimmung auf die Kommunikation zugreifen können. Dieses hohe Maß an Datensicherheit kann in Regionen mit strengen Regierungen und für Personen, die im Aktivismus oder im Journalismus tätig sind, entscheidend sein, da es bei vertraulichen Kommunikationen um Leben und Tod gehen kann.
Verbessertes Compliance-Management
Viele Datenschutzgesetze, wie z. B. die DSGVO, verlangen in ihren Datenschutzbestimmungen eine Form der Datenverschlüsselung. Die Nichteinhaltung dieser Standards kann zu hohen Bußgeldern oder rechtlichen Problemen führen.
E2EE kann dazu beitragen, die kontinuierliche Einhaltung dieser regulatorischen Gesetze und Standards zu unterstützen, indem es die Datensicherheit erhöht und Datenschutz durch Design fördert.
Manipulationssicherheit
Da der Verschlüsselungsprozess den Inhalt verschlüsselt, macht jede Änderung an der verschlüsselten Nachricht diese nach der Entschlüsselung unlesbar oder ungültig.
Dieses Verfahren erleichtert die Aufdeckung von Manipulationen und sorgt für zusätzliche Sicherheit und Integrität der Kommunikation. Es stellt sicher, dass unbefugte Änderungen an sensiblen Daten sofort erkennbar sind und stärkt das Vertrauen in die Zuverlässigkeit der digitalen Kommunikation.
Verbesserte Kommunikation und Zusammenarbeit
E2EE kann dazu beitragen, das Vertrauen der Nutzer zu stärken, indem es die Privatsphäre und die Integrität ihrer Kommunikation gewährleistet.
Da Benutzer wissen, dass ihre Nachrichten und Daten vor unbefugtem Zugriff geschützt sind, können sie sich im Allgemeinen sicher fühlen, private Gespräche zu führen und vertrauliche Daten wie rechtliche Dokumente, Bankkontoinformationen oder andere vertrauliche oder vertrauliche Informationen weiterzugeben.
Obwohl die End-to-End-Verschlüsselung (E2EE) eine robuste Sicherheit bietet, kann sie aufgrund inhärenter Schwachstellen in Bezug auf Datenschutz, Sicherheit und Zugänglichkeit für Strafverfolgungsbehörden auch einige Herausforderungen mit sich bringen.
Zu diesen spezifischen Herausforderungen gehören:
- Hindernisse für die Strafverfolgung
- Vertrauen in die Endpoint Security
- Man-in-the-Middle (MITM)-Angriffe
- Backdoors
- Verwundbarkeit von Metadaten
Hindernisse für die Strafverfolgung
Einige Regierungen und Strafverfolgungsbehörden haben Bedenken geäußert, dass die End-to-End-Verschlüsselung zu sicher ist. Sie sind der Ansicht, dass E2EE die Strafverfolgungsbehörden daran hindert, kriminelle Aktivitäten wie Terrorismus, Cyberkriminalität und Kindesausbeutung zu verhindern und aufzudecken. Sie argumentieren, dass E2EE strafrechtliche Ermittlungen behindert, weil die Serviceanbieter den Ermittlern keinen Zugang zu den relevanten Inhalten verschaffen können.
Vertrauen in die Endpoint Security
Ohne entsprechende Endgerätesicherheit ist E2EE möglicherweise nicht effektiv. E2EE stellt sicher, dass die Daten während der Übertragung verschlüsselt und vor Dienstanbietern geschützt bleiben, schützt die Daten jedoch nicht, wenn die Endgeräte selbst kompromittiert werden.
So können Hacker beispielsweise Malware auf dem Gerät eines Benutzers installieren, um auf die Daten zuzugreifen, sobald diese entschlüsselt wurden. Diese Schwachstelle unterstreicht die Bedeutung von Endgeräte-Sicherheitsmaßnahmen wie Antivirensoftware, Firewalls und regelmäßiges Patching, die für die Aufrechterhaltung der allgemeinen Sicherheit von E2EE von entscheidender Bedeutung sind.
Man-in-the-Middle (MITM)-Angriffe
Man-in-the-Middle (MITM)-Angriffe erfolgen, wenn sich Hacker zwischen zwei Endgeräten verstecken, um Nachrichten abzuhören und abzufangen. Hacker können sich als der beabsichtigte Empfänger ausgeben, Entschlüsselungsschlüssel austauschen und die Nachricht unbemerkt an den tatsächlichen Empfänger weiterleiten.
MITM-Angriffe können E2EE gefährden und zu Datenschutzverletzungen, Identitätsdiebstahl und Datenexfiltration führen. Endgeräteauthentifizierungsprotokolle können dazu beitragen, MITM-Angriffe zu verhindern, indem sie die Identität aller beteiligten Parteien bestätigen und den sicheren Austausch von Verschlüsselungsschlüsseln gewährleisten.
Backdoors
Backdoors sind versteckte Zugangspunkte innerhalb von Software- oder Hardwaresystemen, die die normalen Authentifizierungs- und Sicherheitsmaßnahmen umgehen. Unternehmen können absichtlich Hintertüren in ihre Verschlüsselungen einbauen, aber auch Hacker können sie einführen und nutzen, um die Schlüsselaushandlung zu untergraben oder die Verschlüsselung zu umgehen.
Speziell bei E2EE könnten Hacker Hintertüren nutzen, um Kommunikationen zu entschlüsseln, die am Endgerät sicher und nur für Sender und Empfänger zugänglich sind.
Verwundbarkeit von Metadaten
Während E2EE die Daten während der Übertragung schützt, sind die Metadaten nicht immer geschützt. Diese Metadaten können Absender- und Empfängerinformationen, Zeitstempel und andere Kontextdaten enthalten, die Angreifer zur Analyse und Nachverfolgung verwenden können. Obwohl der Nachrichteninhalt verschlüsselt ist, können Metadaten dennoch Erkenntnisse wie Muster, Kontakthäufigkeit oder Verbindungen zwischen Personen preisgeben, was es zu einer potenziellen Sicherheitslücke in E2EE macht.
Zentralisieren und vereinfachen Sie die Datensicherheit in Ihrer Hybrid-Cloud-Umgebung.
Schützen Sie Ihre wichtigsten Daten und Workloads in einer sich ständig verändernden Bedrohungslandschaft.
Umfassender und kritischer Schutz für Unternehmensdaten, Anwendungen und KI.
Machen Sie sich mit den Ursachen von Datenlecks vertraut und informieren Sie sich über die Faktoren, die Ihre Kosten erhöhen oder senken.
Die vollständig homomorphe Verschlüsselung (Fully Homomorphic Encryption, FHE) ist eine innovative Technologie, mit der Sie Zero Trust erreichen können, indem Sie den Wert von Daten auf nicht vertrauenswürdigen Domänen freilegen, ohne sie entschlüsseln zu müssen.
Ein Leitfaden für führende Datenexperten zum Aufbau eines datengestützten Unternehmens und zur Förderung von geschäftlichen Vorteilen
Fußnoten
1 How Americans View Data Privacy. Pew Research Center. 18. Oktober 2023. (Link befindet sich außerhalb von ibm.com.)