Was ist Datenverschlüsselung?

Bei der Datenverschlüsselung, die für den Datenschutzvon entscheidender Bedeutung ist, werden die Daten in eine andere Form oder einen anderen Code umgewandelt, um einen unbefugten Zugriff zu verhindern. Dies hilft Organisationen dabei, die Privatsphäre zu wahren und Compliance-Vorgaben zu erfüllen. Sie verwendet einen Algorithmus (oder eine Chiffre), um lesbare Daten, den so genannten Klartext, in unlesbare Daten, den so genannten Chiffretext, umzuwandeln. Nur wer den richtigen geheimen Schlüssel hat, kann den verschlüsselten Text wieder in Klartext entschlüsseln und auf die ursprünglichen Informationen zugreifen.

Datenverschlüsselung erklärt

Die Datenverschlüsselung in der Cloud-Sicherheit sorgt dafür, dass sensible Informationen geschützt und für Unbefugte unzugänglich bleiben. Im Kern geht es bei der Datenverschlüsselung um die Umwandlung von Klartextdaten in ein unlesbares Format, den sogenannten Chiffretext, unter Verwendung eines bestimmten Algorithmus oder einer Chiffre. Der Verschlüsselungsprozess erfordert einen geheimen Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung, wobei bei der symmetrischen Verschlüsselung derselbe Schlüssel für beide Vorgänge verwendet wird, während bei der asymmetrischen Verschlüsselung ein öffentlicher Schlüssel für die Verschlüsselung und ein privater Schlüssel für die Entschlüsselung verwendet wird.

Für die Sicherheit in der Cloud spielt die Datenverschlüsselung eine entscheidende Rolle bei der Sicherung von Daten im Ruhezustand und bei der Übertragung. Fortgeschrittene Verschlüsselungstechniken können einen zuverlässigen Schutz vor Verstößen und unbefugtem Zugriff bieten. Um die Sicherheit zu erhöhen, können Organisationen außerdem Verfahren zur Schlüsselverwaltung implementieren, einschließlich der sicheren Speicherung, Rotation und Verteilung von Schlüsseln.

Arten der Verschlüsselung

Zwei Haupttypen der Verschlüsselung befassen sich mit unterschiedlichen Sicherheits- und logistischen Herausforderungen des Datenschutzes und der Kommunikation. Organisationen können sie zwar separat verwenden, aber oft werden sie kombiniert, um die Herausforderungen der wichtigsten Vertriebs- und Leistungsanforderungen zu bewältigen.

Symmetrische Verschlüsselung (oder Private Key Encryption)

Bei der symmetrischen Verschlüsselung, auch bekannt als Verschlüsselung mit privatem Schlüssel, wird derselbe Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung verwendet. Mit anderen Worten: Sender und Empfänger teilen sich einen einzigen geheimen Schlüssel, um Daten zu ver- und entschlüsseln. Diese Technik bietet eine schnelle und effiziente Möglichkeit, große Datenmengen zu sichern, da sie im Vergleich zur asymmetrischen Verschlüsselung weniger Rechenaufwand erfordert. Die symmetrische Verschlüsselung hat jedoch einen Nachteil, der sich aus der sicheren Verteilung und Verwaltung des gemeinsamen Schlüssels ergibt, da ein unbefugter Zugriff auf diesen Schlüssel die verschlüsselten Daten gefährden kann.

Zu den gängigen symmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen gehören Advanced Encryption Standard (AES) und Data Encryption Standard (DES).

Asymmetrische Verschlüsselung (oder Public Key Verschlüsselung)

Die asymmetrische Verschlüsselung oder Public-Key-Verschlüsselung beruht auf zwei verschiedenen Schlüsseln - einem öffentlichen Schlüssel für die Verschlüsselung und einem privaten Schlüssel für die Entschlüsselung. Der öffentliche Schlüssel kann öffentlich zugänglich gemacht werden, während der private Schlüssel geheim bleiben muss. Die asymmetrische Verschlüsselung löst das Problem der Schlüsselverteilung bei der symmetrischen Verschlüsselung, da nur der private Schlüssel sicher gespeichert werden muss. Die asymmetrische Verschlüsselung hat jedoch, wie die symmetrische Verschlüsselung, den Nachteil, dass sie mehr Rechenressourcen erfordert und im Allgemeinen langsamer ist als die symmetrische Verschlüsselung. RSA (Rivest-Shamir-Adleman) ist ein weit verbreiteter asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus.

Was sind die Vorteile der Datenverschlüsselung?

Organisationen müssen sich in einem komplizierten Netz von Daten zurechtfinden, von Kundeninformationen bis hin zu Geschäftsgeheimnissen. Diese digitale Landschaft ist zwar reich an Möglichkeiten, bietet aber auch Schwachstellen. Die Datenverschlüsselung wird zum Verteidiger, der Geschäftsdaten schützt und dafür sorgt, dass Unternehmen vertrauensvoll und sicher arbeiten können.

Einer der wichtigsten Vorteile der Datenverschlüsselung ist der Schutz sensibler Informationen. Wenn Daten verschlüsselt werden, werden sie in ein unlesbares Format umgewandelt, auf das nur derjenige Zugriff hat, der den richtigen Entschlüsselungsschlüssel hat. Das bedeutet, dass selbst wenn böswillige Akteure in ein System eindringen, die gestohlenen Daten ein Durcheinander von kryptografischem Text bleiben würden, der ohne den entsprechenden Schlüssel praktisch nutzlos ist. Diese Sicherheitsebene ist nicht nur für den Schutz geschützter Informationen, sondern auch für die Erhaltung des Kundenvertrauens von größter Bedeutung. Klienten und Kunden wenden sich eher an Organisationen, von denen sie glauben, dass sie verantwortungsvoll mit ihren persönlichen und finanziellen Daten umgehen. Ein Verstoß kann den Ruf eines Unternehmens schädigen, zu finanziellen Verlusten führen und sogar rechtliche Konsequenzen nach sich ziehen.

Compliance

Neben dem Schutz der Daten trägt die Verschlüsselung auch zur gesetzlichen Compliance bei, indem sie Anforderungen erfüllt, die in Gesetzen wie der General Data Protection Regulation (GDPR) in der Europäischen Union und dem Health Insurance Portability and Accountability Act ( HIPAA) in den USA festgelegt sind. Durch den Einsatz von Verschlüsselung demonstrieren Organisationen ihr Engagement für Datenschutz und Datensicherheit.

Verschlüsselte Kommunikation, insbesondere in Sektoren wie dem Finanz- und Gesundheitswesen, stellt sicher, dass sensible Daten , die zwischen Unternehmen ausgetauscht werden, vertraulich und unverfälscht bleiben. Datenverschlüsselung schützt Organisationen vor externen Bedrohungen und positioniert sie in den Augen von Kunden und Aufsichtsbehörden als vertrauenswürdige Verwalter von Daten. Durch den Einsatz starker Verschlüsselungspraktiken können Organisationen die Vorschriften einhalten und Geldstrafen und mögliche Rechtsstreitigkeiten vermeiden.

Anwendungsfälle der Datenverschlüsselung

Die Datenverschlüsselung schützt Informationen und sorgt für Datenschutz und Sicherheit in verschiedenen Bereichen. Der Schutz gewährleistet die Datenintegrität und verhindert Datenverlust, indem er gestohlene Daten unbrauchbar macht und die Auswirkungen einer Datenpannereduziert. Zu den üblichen Anwendungen der Datenverschlüsselung gehören:

• Schutz der Kommunikation - E-Mails, Chats, Anrufe - vor unbefugtem Abhören
• Verbesserung der Cloud-Datensicherheit , indem sichergestellt wird, dass sensible Daten vor Diebstahl und Veränderung von außen geschützt sind
• Wahrung der Vertraulichkeit sensibler Daten und Compliance mit Vorschriften wie HIPAA, PCI-DSS, GDPR und anderen Vorschriften
• Schutz von Kreditkarten und Bankdaten beim E-Commerce und Online-Banking
• Sicherung von Daten im Ruhezustand, insbesondere von Dateien und Datenbanken auf Datenspeichern (Festplatten, SSDs) für den Fall, dass diese verloren gehen oder gestohlen werden
• Überprüfung der Authentizität und Herkunft von Nachrichten mit digitalen Signaturen (unter Verwendung asymmetrischer Verschlüsselung)
• Wahrung der Privatsphäre des Internetverkehrs, auch in nicht vertrauenswürdigen Netzwerken, über VPN
• Verwendung von gehashten (und gesalzenen) Kennwörtern anstelle von Klartextkennwörtern
• Sicherstellen, dass nur der Absender und der Empfänger die Inhalte lesen können, die über Messaging-Apps mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung übertragen werden
• Sicherung von Kryptowährungen wie Bitcoin mit Verschlüsselung zum Schutz von Transaktionen und der Schaffung neuer Einheiten
• Schutz urheberrechtlich geschützter Inhalte (E-Books, Musik, Videos) vor unbefugter Vervielfältigung oder Nutzung
• Sicherung der Datenübertragung und -speicherung auf IoT-Geräten

Schlüsselauswahl

Die Auswahl der geeigneten kryptographischen und Schlüsselverwaltungsalgorithmen für eine Anwendung erfordert ein klares Verständnis der Ziele und Anforderungen der Anwendung. Wenn es beispielsweise darum geht, gespeicherte Daten zu schützen, wählen Sie eine Algorithmus-Suite, die sich auf die Sicherheit von Daten im Ruhezustand konzentriert. Umgekehrt sollten Anwendungen, die Daten übertragen und empfangen, Algorithmus-Suiten bevorzugen, die den Schutz von Daten während der Übertragung betonen.

Um den optimalen Schlüsselverwaltungsansatz zu bestimmen, müssen Sie zunächst die Sicherheitsziele der Anwendung verstehen, die die Auswahl geeigneter kryptographischer Protokolle leiten. Die Anwendung kann erforderlich sein:

• Vertraulichkeit für Daten im Speicher und bei der Übertragung
• Endgeräte-Authentifizierung
• Authentizität der Datenherkunft
• Datenintegrität während der Übertragung
• Schlüssel zur Erzeugung von Datenverschlüsselungsschlüsseln

Nachdem die Anforderungen an die Sicherheit der Anwendung festgelegt wurden, können Organisationen die erforderlichen Protokolle und Algorithmen bestimmen. Mit einem klaren Verständnis dieser Protokolle und Algorithmen können die Teams die verschiedenen Schlüsseltypen definieren, die die Ziele der Anwendung unterstützen und für robuste Sicherheit und optimale Leistung sorgen.

Datenverschlüsselung und Algorithmen

Die Wahl des richtigen Verschlüsselungsalgorithmus ist ein früher und wichtiger Schritt zur Gewährleistung des Datenschutzes und des Schutzes vor potenziellen Bedrohungen, einschließlich derjenigen, die von Quantencomputern ausgehen. Sie werden organisatorische Faktoren wie Sicherheit und Compliance mit Industriestandards, Leistung, Schlüsselverwaltung, Kompatibilität, Skalierbarkeit und Zukunftssicherheit in Bezug auf neue Bedrohungen berücksichtigen wollen.

AES-256 mit Galois-Zähler-Modus (GCM)

AES-256 mit Galois Counter Mode (GCM) ist eine weithin empfohlene Option, da sie eine starke Verschlüsselung und Authentifizierung bietet. GCM ist ein authentifizierter Verschlüsselungsmodus, der die leistungsstarke symmetrische Blockchiffre AES-256 mit einem effizienten Nachrichtenauthentifizierungscode kombiniert und sowohl die Vertraulichkeit als auch die Integrität der Daten gewährleistet.

ChaCha20 und Poly1305

Eine andere Möglichkeit ist die Kombination von ChaCha20 und Poly1305. ChaCha20 ist eine Stromchiffre, die Hochgeschwindigkeitsverschlüsselung bietet, während Poly1305 als kryptographischer Nachrichtenauthentifizierungscode dient und Datenintegrität gewährleistet. Zusammen bilden diese Algorithmen ein sicheres AEAD-Verfahren (Authenticated Encryption with Associated Data), das die Vertraulichkeit und Integrität der verschlüsselten Daten gewährleistet.

Bewährte Praktiken der Verschlüsselung

• Verwenden Sie eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung für sensible Kommunikation.
• Sichern Sie Daten im Ruhezustand und bei der Übertragung.
• Wenden Sie die Multi-Faktor-Authentifizierung für die Zugriffskontrolle an.
• Aktualisieren Sie kryptographische Bibliotheken und Protokolle.
• Führen Sie regelmäßig Sicherheitsaudits und Schwachstellenbewertungen durch.
• Schulen Sie Ihre Mitarbeiter in Verschlüsselungsrichtlinien und -praktiken.
• Sofern Verschlüsselungsschlüssel nicht verschlüsselt sind, sollten Sie sie nicht neben den sensiblen Daten aufbewahren, die sie verschlüsseln.
• Wechseln Sie regelmäßig die Verschlüsselungsschlüssel.
• Halten Sie sich an Industriestandards und gesetzliche Anforderungen und bleiben Sie auf dem Laufenden über neue kryptografische Technologien und Praktiken, um einen starken Datenschutz zu gewährleisten.

FAQs zur Datenverschlüsselung