Klaus-Dieter Wolfenstetter

In this book, the most important cryptographic algorithms, protocols and constructions of the last decades are explained and justified from a mathematical point of view. The topics discussed range from public-key cryptography and zero-knowledge protocols to cryptography in blockchains and the Tor network. The authors succeed in presenting these complex topics in a simple and clear manner. Hardly any prior knowledge is required, as all the necessary mathematical and cryptographic background is provided in the book. The book has a modular structure so that the individual chapters can be read independently of one another. Each topic is presented at different levels: First, the concept is described as a mental model, then it is studied from a mathematical point of view, and finally the strengths and weaknesses of the respective protocol are discussed. The book is suitable for undergraduate students (e.g., in mathematics, computer science, electrical engineering)as well as for Internet users, tech managers, software developers and data protection/data security officers. This book is a translation of the original German 9th edition Moderne Verfahren der Kryptographie by Albrecht Beutelspacher, Jörg Schwenk and Klaus-Dieter Wolfenstetter, published by Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature in 2022. The translation was done with the help of an artificial intelligence machine translation tool. A subsequent human revision was done primarily in terms of content, so that the book will read stylistically differently from a conventional translation.

In diesem Buch werden die wichtigsten kryptographischen Verfahren, Protokolle und Algorithmen der letzten Jahrzehnte erläutert und mathematisch-logisch begründet. Die besprochenen Themen reichen von Public-Key-Kryptographie über Zero-Knowledge-Protokolle bis hin zu Kryptographie in der Blockchain und im Darknet. Den Autoren gelingt es, diese zum Teil sehr komplexen Themen vergleichsweise einfach und anschaulich darzustellen. Es werden kaum Vorkenntnisse vorausgesetzt, denn alle nötigen mathematischen und kryptografischen Ergebnisse werden im Buch bereitgestellt. Das Buch ist modular aufgebaut, so dass die einzelnen Kapitel weitgehend unabhängig voneinander gelesen werden können. Jedes Thema wird dabei auf verschiedenen Ebenen dargestellt: Zunächst möglichst anschaulich, dann mathematisch präzise und abschließend noch im Hinblick auf die Stärken und Schwächen des jeweiligen Protokolls. Geeignet ist das Buch sowohl für Studierende (Mathematik, Informatik, Technik u.ä.) als auch für Anwender, Manager und andere Verantwortliche – etwa Datenschutz- und Datensicherheitsbeauftragte in Behörden und Unternehmen oder Projektmanager und Softwareentwickler in der Industrie.

Es gibt zwei Welten der Kryptographie. Der einen Welt scheint, von auBen betrachtet, ein Hauch von Abenteuer und Romantik anzuhaften. Man denkt an Sherlock Holmes und James Bond, sieht Massen von Men- schen mit Codebiichem operieren und lange Buchstabenkolonnen statistisch untersu- chen; es ist die Welt der ENIGMA und anderer Chiffriermaschinen, bei deren Anblick das Herz jedes Antiquitatensammlers hoher schlagt. Dies ist die Welt der "klassischen" Kryptographie. Demgegeniiber ist die andere Welt, die der modemen Kryptographie, bestimmt durch Stichworte wie Datenautobahn, elektronisches Geld, digitale Signatur oder Chipkarte. Die Menschen, die man hier trifft, sind Medienexperten, Banker, Mathematiker und In- formatiker. Dieses Buch handelt von der modemen Kryptographie. Die Unterscheidung in zwei Welten ist nicht nur auBerlich, sondem auch entscheidend durch die innere Entwicklung der Kryptologie gepragt. FUr die modeme Kryptographie sind die Jahreszahlen 1976 und 1985 wichtig. 1m Jahre 1976 verOffentlichten Whitfield Diffie und Martin Hellman das Prinzip der Public-Key-Kryptographie. Mit ihrer bahnbrechenden Arbeit (und dem zwei Jahre spa- ter verOffentlichten RSA-Algorithmus) wurde ein jahrtausendealtes "unlosbares" Pro- blem denkbar elegant gelost: W1ihrend in der Welt der alten Kryptologie je zwei Teil- nehmer, die geheim miteinander kommunizieren wollten, schon vorher ein gemeinsa- mes Geheimnis haben muBten (ihren "geheimen Schliissel"), ist dies in der Public-Key- Kryptographie nicht mehr der Fall: Jeder, auch jemand, der mit mir noch nie Kontakt hatte, kann mir eine verschliisselte Nachricht schicken, die nur ich entschliisseln kann.