Verschlüsselung: Daten sicher umwandeln | KI-Glossar

ERKLÄRUNG

Einfach erklärt

Verschlüsselung ist die Grundlage digitaler Sicherheit: Sie verwandelt lesbare Daten in unlesbaren Code, der nur mit dem richtigen Schlüssel entschlüsselt werden kann. Für KI-Systeme ist Verschlüsselung auf mehreren Ebenen relevant: Daten müssen bei der Übertragung (TLS) und im Ruhezustand (at rest) verschlüsselt sein. Besonders bei sensiblen Trainingsdaten (Gesundheit, Finanzen) ist Verschlüsselung nicht optional, sondern gesetzlich vorgeschrieben.

Verschlüsselung verwandelt lesbare Daten (Klartext) in unlesbaren Code (Chiffretext). Nur wer den richtigen Schlüssel hat, kann die Daten wieder lesen. Das ist die Grundlage jeder digitalen Sicherheit.

Zwei Hauptarten:

Symmetrisch (AES):
Schlüssel A → Verschlüsseln → 🔒 → Entschlüsseln ← Schlüssel A
(Gleicher Schlüssel für beide Seiten – schnell, für große Datenmengen)

Asymmetrisch (RSA):
Public Key → Verschlüsseln → 🔒 → Entschlüsseln ← Private Key
(Verschiedene Schlüssel – sicher für Schlüsselaustausch)

Praxis: HTTPS kombiniert beide: Asymmetrisch für den Schlüsselaustausch, dann symmetrisch für die eigentliche Kommunikation.

Technischer Deep Dive

Symmetrische Verschlüsselung

AES-256: Standard für Datenverschlüsselung, extrem schnell
ChaCha20: Alternative zu AES, besonders auf mobilen Geräten
Problem: Wie tauscht man den Schlüssel sicher aus?

Asymmetrische Verschlüsselung

RSA: Klassiker, basiert auf Faktorisierung großer Primzahlen
ECC: Elliptic Curve Cryptography – gleiche Sicherheit mit kürzeren Schlüsseln
Löst das Schlüsselaustausch-Problem: Public Key kann öffentlich geteilt werden

TLS (Transport Layer Security)

HTTPS nutzt beide Verfahren kombiniert:

Handshake: Asymmetrisch – sicherer Schlüsselaustausch
Datenübertragung: Symmetrisch (AES) – schnelle Verschlüsselung
Zertifikate: Bestätigen die Identität des Servers

Verschlüsselung in KI-Systemen

Data at Rest: Trainingsdaten und Modellgewichte verschlüsselt speichern
Data in Transit: API-Aufrufe an LLM-Provider über TLS
Homomorphe Verschlüsselung: Berechnungen auf verschlüsselten Daten (Forschung)

ANALOGIE

Verschlüsselung ist wie ein Tresor mit Zahlenschloss: Jeder kann den Tresor sehen, aber nur wer die Kombination kennt, kann ihn öffnen. Symmetrische Verschlüsselung = ein Schlüssel für alle, asymmetrische = jeder hat seinen eigenen.

WICHTIGSTE PUNKTE

Symmetrisch (AES): Ein Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln – schnell, für große Datenmengen

Asymmetrisch (RSA, ECC): Öffentlicher + privater Schlüssel – sicher für Schlüsselaustausch

TLS/HTTPS: Kombination beider Verfahren für sichere Webkommunikation

ANWENDUNGSFÄLLE

HTTPS / TLS

Verschlüsselte Kommunikation zwischen Browser und Server

Datenbank-Verschlüsselung

Sensible Daten at-rest verschlüsseln (Encryption at Rest)

End-to-End-Verschlüsselung

Nur Sender und Empfänger können Nachrichten lesen (Signal, WhatsApp)

KI-Modell-Schutz

Modellgewichte und Trainingsdaten vor unbefugtem Zugriff schützen

HÄUFIGE FRAGEN

Was ist der Unterschied zwischen Hashing und Verschlüsselung?

Verschlüsselung ist umkehrbar (mit Schlüssel), Hashing nicht. Passwörter werden gehasht (nicht verschlüsselt), Nachrichten werden verschlüsselt.

Ist Verschlüsselung unknackbar?

Moderne Verschlüsselung (AES-256) ist mit heutiger Technik praktisch unknackbar. Quantencomputer könnten asymmetrische Verfahren bedrohen – daher wird an Post-Quantum-Kryptografie gearbeitet.

Wie funktioniert die symmetrische Verschlüsselung?

Die symmetrische Verschlüsselung verwendet denselben Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung von Daten. Dies bedeutet, dass der Schlüssel geheim gehalten werden muss, da jeder, der Zugriff auf den Schlüssel hat, die Daten entschlüsseln kann.

Was sind gängige Algorithmen für die Verschlüsselung?

Zu den gängigen Verschlüsselungsalgorithmen gehören AES (Advanced Encryption Standard), RSA (Rivest-Shamir-Adleman) und DES (Data Encryption Standard). AES ist besonders beliebt für seine Sicherheit und Effizienz und wird häufig in modernen Anwendungen eingesetzt.

TOOLS & RESSOURCEN

Let's Encrypt

Kostenlose TLS-Zertifikate für HTTPS

OpenSSL

Open-Source Toolkit für SSL/TLS und Kryptografie

age

Modernes, einfaches Dateiverschlüsselungs-Tool

VERWANDTE BEGRIFFE

Sicherheit Grundlagen

Datenschutz (DSGVO-Kontext)

Der Schutz personenbezogener Daten bei der Entwicklung und dem Einsatz von KI-Systemen – mit besonderem Fokus auf die europäische Datenschutz-Grundverordnung.

Sicherheit Praxis

OAuth

Ein offenes Autorisierungsprotokoll, das Anwendungen begrenzten Zugriff auf Nutzerkonten ermöglicht – ohne dass der Nutzer sein Passwort teilen muss.

Sicherheit Architektur

Zero Trust

Ein Sicherheitsmodell, das keinem Nutzer, Gerät oder Netzwerk automatisch vertraut – jeder Zugriff wird einzeln verifiziert, unabhängig vom Standort.

Web DevOps

API (Application Programming Interface)

Eine definierte Schnittstelle, über die Softwaresysteme miteinander kommunizieren können – der Standard für die Integration von KI-Diensten in Anwendungen.