Serpent Ver-/Entschlüsselungstool

Serpent ist eine symmetrische Blockverschlüsselung, die einer der fünf Finalisten im AES-Wettbewerb (Advanced Encryption Standard) war. Entworfen von Ross Anderson, Eli Biham und Lars Knudsen, galt es als das konservativste Design unter den Finalisten.

Obwohl Rijndael (jetzt AES) den Wettbewerb hauptsächlich aufgrund seiner besseren Leistung gewann, hatte Serpent die höchste Sicherheitsmarge aller Finalisten. Es verwendet eine 128-Bit-Blockgröße und unterstützt Schlüsselgrößen von 128, 192 oder 256 Bit mit 32 Verschlüsselungsrunden gegenüber 10-14 bei AES.

Das Design von Serpent priorisiert Sicherheit über Geschwindigkeit und verwendet eine Substitutions-Permutations-Netzwerkstruktur (SPN). Sein konservativer Ansatz und die große Sicherheitsmarge machen es zur ausgezeichneten Wahl für Anwendungen, bei denen Sicherheit oberste Priorität hat.

Hauptmerkmale

• 128-Bit-Blockgröße: Wie bei AES, verarbeitet Daten in 16-Byte-Blöcken
• Variable Schlüssellänge: Unterstützt 128-, 192- und 256-Bit-Schlüssel
• 32 Runden: Mehr Runden als AES (10-14), bietet höhere Sicherheitsmarge
• Konservatives Design: Priorisiert Sicherheit über Leistung mit gut analysierten Komponenten
• Patentfrei: Vollständig frei nutzbar ohne Lizenzbedenken

Verschlüsselungsmodi

• CBC: Jeder Klartextblock wird vor der Verschlüsselung mit dem vorherigen Chiffretextblock XOR-verknüpft. Benötigt IV, sicherster für allgemeine Verwendung.
• ECB: Jeder Block wird unabhängig verschlüsselt. Kein IV nötig, aber gleicher Klartext erzeugt gleichen Chiffretext. Nicht empfohlen für sensible Daten.
• CFB: Wandelt Blockverschlüsselung in Stromverschlüsselung um. Benötigt IV, ermöglicht Verschlüsselung von Daten kleiner als Blockgröße.
• OFB: Output-Feedback-Modus, wandelt Blockverschlüsselung in Stromverschlüsselung um. Benötigt IV, Fehler im Chiffretext propagieren nicht.

AES-Wettbewerbshintergrund

1997 kündigte NIST einen Wettbewerb an, um einen neuen Verschlüsselungsstandard als Ersatz für DES auszuwählen. Serpent war einer von 15 ursprünglichen Kandidaten und erreichte die letzten fünf.

Die fünf Finalisten waren: Rijndael (Gewinner), Serpent, Twofish, RC6 und MARS. Obwohl Rijndael aufgrund seiner besseren Leistung zu AES wurde, wurde Serpent für die höchste Sicherheitsmarge ausgezeichnet.

Viele Kryptographen empfehlen Serpent für Anwendungen, bei denen Sicherheit wichtiger als Geschwindigkeit ist, da sein konservatives Design mehr Spielraum für potenzielle zukünftige kryptoanalytische Fortschritte lässt.

Sicherheitsüberlegungen

• Serpent hat die höchste Sicherheitsmarge unter den AES-Finalisten, wobei 32 Runden erheblichen Schutz gegen potenzielle Angriffe bieten.
• Es wurden keine praktischen Angriffe gegen das vollständige 32-Runden-Serpent veröffentlicht. Der beste bekannte Angriff funktioniert gegen 12 Runden.
• Verwenden Sie immer CBC oder andere Verkettungsmodi anstelle von ECB für bessere Sicherheit bei realen Daten.
• Verwenden Sie einen eindeutigen IV für jede Verschlüsselungsoperation mit demselben Schlüssel, um Musteranalysen zu verhindern.

Anwendungsfälle

• Hochsicherheitsanwendungen: Militärische, staatliche und Finanzsysteme, die maximale Sicherheitsmarge erfordern
• Langfristiger Datenschutz: Archivverschlüsselung, bei der Daten jahrzehntelang sicher bleiben müssen
• Paranoide Sicherheit: Wenn Sie zusätzliche Sicherheitsmarge über das hinaus möchten, was AES bietet
• Akademische Forschung: Studium von Blockverschlüsselungsdesign und Kryptoanalyse

Referenzen

• NIST AES-Wettbewerbsdokumentation
• Wikipedia - Serpent (Verschlüsselung)
• Original-Serpent-Papier von Anderson, Biham und Knudsen