Alice und Bob möchten sich geheime Unterlagen senden. Doch wie können sie den Schlüssel austauschen?
Vielleicht hilft es, wenn wir uns in Erinnerung rufen, dass im Handel mehrere Schlösser mit unterschiedlichen Schlüsseln zu kaufen sind:
Aufgabe: Schlüsselaustausch
Findet eine Möglichkeit, den Inhalt der Truhe sicher zu übertragen?
Versetzt euch dabei auch in die Rollen der anderen Krypto-Charaktere!
Lösung: Schlüsseltausch
Variante 1
Bob könnte Alice das eigene Schloss senden, mit dem Alice anschliessend die Truhe verschliesst.
Problem: Wie weiss Alice, dass es sich um Bobs Schloss handelt? Jemand unterwegs könnte das Schloss austauschen.
Variante 2
Alice verschliesst die Truhe mit dem eigenen Schloss, um ungewollten Zugriff zu unterbinden. So verschlossen schickt sie die Truhe an Bob. Auch er kann sie nicht öffnen. Daher fügt er noch sein Schloss hinzu und sendet die Truhe zurück. Nun kann Alice ihr Schloss entfernen und die Truhe ein letztes Mal schicken.
Dass es sich um Alices Schloss handelt, kann Bob glauben, da die Absenderin die Informationen ja sicher nicht offen transportieren würde.
Problem: Wie weiss Alice, dass es sich um Bobs Schloss handelt? Jemand unterwegs könnte das Schloss austauschen.
Variante 3
Hier handelt es sich eigentlich um die erste, einfache Variante mit nur einer Sendung. Allerdings erhält Alice das Schloss nicht direkt von Bob, sondern von einer vertrauenswürdigen Dritten Stelle (Trent). Trent hatte das Schloss vorher von Bob erhalten und auf Echtheit überprüft. Er hat eine ganze Sammlung von verifizierten Schlössern – natürlich nicht nur von Bob, sondern von ganz vielen Leuten. So können alle, die Trent vertrauen, dort Schlösser abholen.
Schlösser beim vertrauenswürdigen Trent beziehen
Geheime Farbe
Alice und Bob arbeiten an einem neuen Kunstwerk, auf das die Öffentlichkeit gespannt wartet. Die beiden möchten dafür eine ganz besondere Farbe verwenden. Diese Farbe soll aber unbedingt bis zur Vernissage geheim bleiben. Alice und Bob wohnen weit auseinander und können sich nicht treffen, um die geheime Farbe gemeinsam herzustellen, sie können sich lediglich Farbkübel per Post zusenden.
Alice und Bob
Sie haben eine Idee und gehen wie folgt vor:
- Alice und Bob mischen sich je in einem Farbkübel eine persönliche, geheime Farbe, die sie niemandem mitteilen (private Farbe genannt).
- Alice wählt nun zusätzlich eine Farbe, die nicht geheim gehalten wird. Sie füllt zwei grosse Farbkübel mit dieser Farbe, einen behält sie für sich selbst, den anderen schickt sie per Post an Bob (gemeinsame Farbe genannt).
- Im nächsten Schritt mischen sich Alice und Bob je in einem leeren Farbkübel eine neue Farbe: Sie nehmen dazu genau dieselbe Menge der eigenen privaten Farbe und der gemeinsamen Farbe. Diese neue Farbe schicken sie sich wieder gegenseitig zu.
- Im letzten Schritt nehmen sie zwei Einheiten der soeben erhaltenen Farbe und eine Einheit der privaten Farbe und erhalten die gemeinsame private Farbe, mit der sie die Teile des neuen Kunstwerks bemalen.
Eve
Die neugierige Journalistin Eve möchte unbedingt wissen, was Alice und Bob aushecken, um noch vor der Vernissage einen exklusiven Zeitungsbericht zu veröffentlichen. Daher versucht sie, an die gemeinsame private Farbe zu gelangen. Sie überwacht die Post und füllt sich von jeder transportierten Farbe ein wenig in eigene Behälter ab.
Ausprobieren
Werde selbst aktiv, bestimme die Farben für Alice und Bob und schaue dir die Ergebnisse an. In der Mitte siehst du die Farben, die ausgetauscht werden. Aussen werden die privaten Farben angezeigt.
Fragen
Aufgabe: Geheime Farbe herausfinden
- Wieso erhalten Alice und Bob schlussendlich dieselbe Farbe?
- Überlege, wieso Eve aus den verschickten Farben die geheime Farbe nicht herstellen kann?
Aufgabe: Digitale Farben
Würde dieses Verfahren auch mit digitalen Farben (also RGB-Werten) funktionieren?
Besprecht dies zu zweit und begründet!