PQC@TLS-Handshake - Revision history

Wolfm: /* Quantensichere Zertifikate */

2026-04-14T13:07:24Z

Quantensichere Zertifikate

← Older revision		Revision as of 13:07, 14 April 2026
Line 62:		Line 62:
	=== Quantensichere Zertifikate ===		=== Quantensichere Zertifikate ===

	Aktuell existieren scheinbar noch keine öffentlichen Zertifizierungsstellen (Certificate Authorities CA), die PQC-Zertifikate ausstellen. Dennoch gibt es bereits Optionen um an PQC-zertifikate durch private CA's zu kommen. Einige Firmen setzen bereits experimentell quantensichere Zertifikate in internen Netzwerken ein, um Erfahrungen mit deren Integration und Kompatibilität zu sammeln. Ein wichtiger und bereits anerkannter Standard für quantensichere Signaturen von Zertifikaten ist der Module Lattice–Based Digital Signature Algorithm (ML-DSA).		Aktuell existieren scheinbar noch keine öffentlichen Zertifizierungsstellen (Certificate Authorities CA), die PQC-Zertifikate ausstellen. Dennoch gibt es bereits Optionen um an PQC-zertifikate durch private CA's zu kommen. Einige Firmen setzen bereits experimentell quantensichere Zertifikate in internen Netzwerken ein, um Erfahrungen mit deren Integration und Kompatibilität zu sammeln. Ein wichtiger und bereits anerkannter Standard für quantensichere Signaturen von Zertifikaten ist der Module Lattice–Based Digital Signature Algorithm (ML-DSA). Allerdings ist hinsichtlich der Quantensicherheit der PKI und Zertifikate der Handlungsbedarf noch nicht so akut, da die zugehörigen Schlüssel in TLS 1.3 für die Verifikation und Signaturerstellung, nicht jedoch für die Schlüsselableitung genutzt werden.

	=== Hybride Zertifikate ===		=== Hybride Zertifikate ===

Wolfm: /* Interoperabilität */

2026-04-14T13:04:09Z

Interoperabilität

← Older revision		Revision as of 13:04, 14 April 2026
Line 54:		Line 54:
	=== Interoperabilität ===		=== Interoperabilität ===

	Diverse Anwendungen und Libraries bieten zusätzlich zu den klassischen Verfahren bereits quantensichere Verfahren oder sogar hybride Verfahren als Verfahren für die Schlüsselaushandlung mit an. Ein paar Beispiele wären OpenSSL, GnuTLS, ~~wolfSSl~~ und auch bereits einige Internetbrowser.		Diverse Anwendungen und Libraries bieten zusätzlich zu den klassischen Verfahren bereits quantensichere Verfahren oder sogar hybride Verfahren als Verfahren für die Schlüsselaushandlung mit an. Ein paar Beispiele wären OpenSSL, GnuTLS, wolfSSL und auch bereits einige Internetbrowser.

	== Zertifikate ==		== Zertifikate ==

Wolfm at 13:00, 14 April 2026

2026-04-14T13:00:07Z

← Older revision		Revision as of 13:00, 14 April 2026
Line 3:		Line 3:
	Das Protokoll TLS(Transport Layer Security) ist ein wichtiger Bestandteil der Transportschicht um eine sichere Kommunikation im Internet zu gewährleisten. Es dient dazu die Kommunikation zwischen 2 Endpunkten(in der Regel Server und Client) vor Angriffen von Dritten zu schützen. Im Rahmen eines Verbindungsaufbaus mittels TLS erfolgt unter anderem ein TLS-Handshake.		Das Protokoll TLS(Transport Layer Security) ist ein wichtiger Bestandteil der Transportschicht um eine sichere Kommunikation im Internet zu gewährleisten. Es dient dazu die Kommunikation zwischen 2 Endpunkten(in der Regel Server und Client) vor Angriffen von Dritten zu schützen. Im Rahmen eines Verbindungsaufbaus mittels TLS erfolgt unter anderem ein TLS-Handshake.
	Nur wenn ein TLS-Handshake erfolgreich durchgeführt wird, kann eine Verbindung zwischen Server und Client hergestellt werden. Die sicherheitsrelevanten Bestandteile eines TLS-Handshakes sind die Schlüsselaushandlung, die Verschlüsselung der Kommunikation unter Verwendung des ausgehandelten Schlüssels und die Authentifizierung von Server und ggf. auch Client über Zertifikate und den Nachweis des Besitzes der zugehörigen privaten Schlüssel (in der Regel durch Signaturen). Diese Schritte erfolgen jeweils unter Verwendung verschiedener kryptografischer Algorithmen.		Nur wenn ein TLS-Handshake erfolgreich durchgeführt wird, kann eine Verbindung zwischen Server und Client hergestellt werden. Die sicherheitsrelevanten Bestandteile eines TLS-Handshakes sind die Schlüsselaushandlung, die Verschlüsselung der Kommunikation unter Verwendung des ausgehandelten Schlüssels und die Authentifizierung von Server und ggf. auch Client über Zertifikate und den Nachweis des Besitzes der zugehörigen privaten Schlüssel (in der Regel durch Signaturen). Diese Schritte erfolgen jeweils unter Verwendung verschiedener kryptografischer Algorithmen.
	Mit der zunehmenden Bedrohung durch Quantencomputer wird es notwendig, die bestehenden kryptografischen Algorithmen durch quantensichere(PQC/Post-Quanten-Kryptografie) Alternativen zu ergänzen oder zu ersetzen.		Mit der zunehmenden Bedrohung durch Quantencomputer wird es notwendig, die bestehenden kryptografischen Algorithmen (insbesondere die klassischen asymmetrischen) durch quantensichere(PQC/Post-Quanten-Kryptografie) Alternativen zu ergänzen oder zu ersetzen.

	== Ansatz: "store now and decrypt later"-Szenario ==		== Ansatz: "store now and decrypt later"-Szenario ==

Wolfm at 12:59, 14 April 2026

2026-04-14T12:59:18Z

← Older revision		Revision as of 12:59, 14 April 2026
Line 2:		Line 2:

	Das Protokoll TLS(Transport Layer Security) ist ein wichtiger Bestandteil der Transportschicht um eine sichere Kommunikation im Internet zu gewährleisten. Es dient dazu die Kommunikation zwischen 2 Endpunkten(in der Regel Server und Client) vor Angriffen von Dritten zu schützen. Im Rahmen eines Verbindungsaufbaus mittels TLS erfolgt unter anderem ein TLS-Handshake.		Das Protokoll TLS(Transport Layer Security) ist ein wichtiger Bestandteil der Transportschicht um eine sichere Kommunikation im Internet zu gewährleisten. Es dient dazu die Kommunikation zwischen 2 Endpunkten(in der Regel Server und Client) vor Angriffen von Dritten zu schützen. Im Rahmen eines Verbindungsaufbaus mittels TLS erfolgt unter anderem ein TLS-Handshake.
	Nur wenn ein TLS-Handshake erfolgreich durchgeführt wird, kann eine Verbindung zwischen Server und Client hergestellt werden. Die sicherheitsrelevanten Bestandteile eines TLS-Handshakes sind die Schlüsselaushandlung, die Verschlüsselung der Kommunikation unter Verwendung des ausgehandelten Schlüssels und die Authentifizierung von Server und ggf. auch Client über Zertifikate. Diese Schritte erfolgen jeweils unter Verwendung verschiedener kryptografischer Algorithmen.		Nur wenn ein TLS-Handshake erfolgreich durchgeführt wird, kann eine Verbindung zwischen Server und Client hergestellt werden. Die sicherheitsrelevanten Bestandteile eines TLS-Handshakes sind die Schlüsselaushandlung, die Verschlüsselung der Kommunikation unter Verwendung des ausgehandelten Schlüssels und die Authentifizierung von Server und ggf. auch Client über Zertifikate und den Nachweis des Besitzes der zugehörigen privaten Schlüssel (in der Regel durch Signaturen). Diese Schritte erfolgen jeweils unter Verwendung verschiedener kryptografischer Algorithmen.
	Mit der zunehmenden Bedrohung durch Quantencomputer wird es notwendig, die bestehenden kryptografischen Algorithmen durch quantensichere(PQC/Post-Quanten-Kryptografie) Alternativen zu ergänzen oder zu ersetzen.		Mit der zunehmenden Bedrohung durch Quantencomputer wird es notwendig, die bestehenden kryptografischen Algorithmen durch quantensichere(PQC/Post-Quanten-Kryptografie) Alternativen zu ergänzen oder zu ersetzen.

Wolfm: /* Zertifikate */

2026-04-14T12:43:21Z

Zertifikate

← Older revision		Revision as of 12:43, 14 April 2026
Line 83:		Line 83:

	<syntaxhighlight lang="bash">		<syntaxhighlight lang="bash">
	openssl req -x509 -newkey ML-DSA-65 -keyout key.pem -out cert.pem -nodes -days 365		openssl req -x509 -newkey "ML-DSA-65" -keyout key.pem -out cert.pem -nodes -days 365
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>

Kay: Minor formating changes

2026-02-26T19:33:11Z

Minor formating changes

← Older revision		Revision as of 19:33, 26 February 2026
Line 110:		Line 110:
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>

	== Beispiel (~~WireShark~~) ==		== Beispiel (Wireshark) ==

	Im Folgenden sieht man einen Verlauf (in ~~WireShark~~) einen TLS-Handshakes zwischen Firefox und einem OpenSSl Webserver.		Im Folgenden sieht man einen Verlauf (in Wireshark) einen TLS-Handshakes zwischen Firefox und einem OpenSSl Webserver.

	[[File:Wireshark entry firefox.png\|~~300px~~\|Das ist eine Katze]]		[[File:Wireshark entry firefox.png\|800px\|Das ist eine Katze]]

			<br><br>

	Im "Client Hello" Eintrag kann man unter anderem einsehen welche Schlüsselaushandlungsverfahren Firefox zum Beginn des TLS-Handshakes vorschlägt. Der Server einigt sich dann auf ein Verfahren welches er auch unterstützt und sendet seine Antwort an den Client(Firefox):		Im "Client Hello" Eintrag kann man unter anderem einsehen welche Schlüsselaushandlungsverfahren Firefox zum Beginn des TLS-Handshakes vorschlägt. Der Server einigt sich dann auf ein Verfahren welches er auch unterstützt und sendet seine Antwort an den Client(Firefox):

	[File:Wireshark offered key exchanges.png\|~~300px~~\|Das ist eine Katze]		[[File:Wireshark offered key exchanges.png\|800px\|Das ist eine Katze]]

	== Quellen ==		== Quellen ==

Kay: Beispiel der Kommunikation überwacht mit WireShark

2026-02-26T19:25:59Z

Beispiel der Kommunikation überwacht mit WireShark

@@ Line 109: / Line 109: @@
 openssl s_client -connect localhost:4433 -tls1_3 -groups "X25519MLKEM768"
 </syntaxhighlight>
 == Quellen ==

Kay: Bilder für die Veranschaulichung der Shared Secret Berechnungen hochgeladen

2026-02-26T18:43:06Z

Bilder für die Veranschaulichung der Shared Secret Berechnungen hochgeladen

← Older revision		Revision as of 18:43, 26 February 2026
Line 18:		Line 18:

	==== Beispiel (ECDH) ====		==== Beispiel (ECDH) ====

			[[File:Generator_point_ecdh.png\|300px\|thumb\|Veranschaulichung einer ECDH-Kurve mit Generator-Punkt G]]

	ECDH basierende Algorithmen sind weit verbreitete Algorithmen zur sicheren Schlüsselaushandlung im Rahmen von TLS. Sie basieren auf elliptischen Kurven, wobei häufig Kurven wie "X25519" oder "SecP256r1" für die Schlüsselaushandlung verwendet werden. Sowohl der Client als auch der Server wählen dabei jeweils einen zufälligen privaten Schlüssel (a und b) und verwenden einen gemeinsamen Generator-Punkt G auf der Kurve, der für beide Parteien identisch ist. Der öffentliche Schlüssel (A und B) ergibt sich aus der Multiplikation des privaten Schlüssels mit diesem Punkt G. Durch den anschließenden Austausch der öffentlichen Schlüssel können beide Seiten unabhängig voneinander dasselbe Shared Secret S berechnen. Es gilt:		ECDH basierende Algorithmen sind weit verbreitete Algorithmen zur sicheren Schlüsselaushandlung im Rahmen von TLS. Sie basieren auf elliptischen Kurven, wobei häufig Kurven wie "X25519" oder "SecP256r1" für die Schlüsselaushandlung verwendet werden. Sowohl der Client als auch der Server wählen dabei jeweils einen zufälligen privaten Schlüssel (a und b) und verwenden einen gemeinsamen Generator-Punkt G auf der Kurve, der für beide Parteien identisch ist. Der öffentliche Schlüssel (A und B) ergibt sich aus der Multiplikation des privaten Schlüssels mit diesem Punkt G. Durch den anschließenden Austausch der öffentlichen Schlüssel können beide Seiten unabhängig voneinander dasselbe Shared Secret S berechnen. Es gilt:
Line 33:		Line 35:

	Ein Beispiel für ein quantensicheres Schlüsselaushandlungsverfahren ist "MLKEM768".		Ein Beispiel für ein quantensicheres Schlüsselaushandlungsverfahren ist "MLKEM768".

			[[File:Ml-kem.png\|400px\|thumb\|Veranschaulichung eines Key Encapsulation Mechanism (KEM)]]

	=== Hybride Schlüsselaushandlung ===		=== Hybride Schlüsselaushandlung ===

Kay at 18:12, 26 February 2026

2026-02-26T18:12:18Z

← Older revision		Revision as of 18:12, 26 February 2026
Line 105:		Line 105:
	openssl s_client -connect localhost:4433 -tls1_3 -groups "X25519MLKEM768"		openssl s_client -connect localhost:4433 -tls1_3 -groups "X25519MLKEM768"
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>

			== Quellen ==

			https://lists.gnupg.org/pipermail/gnutls-help/2024-November/004865.html<br>
			https://www.namecheap.com/blog/beginners-guide-to-tls-cipher-suites/<br>
			https://lists.gnupg.org/pipermail/gnutls-help/2025-February/004875.html<br>
			https://lists.gnupg.org/pipermail/gnutls-help/2025-July/004883.html<br>
			https://datatracker.ietf.org/doc/draft-ietf-tls-ecdhe-mlkem/<br>
			https://www.wolfssl.com/products/wolfcrypt-post-quantum/<br>
			https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/fips/nist.fips.203.pdf#:~:text=The%20computational%20assumption,KEM<br>
			https://learnmeabitcoin.com/technical/cryptography/elliptic-curve/<br>
			https://thibautprobst.fr/en/posts/ml-kem/<br>
			https://docs.securosys.com/tsb/Tutorials/Post-Quantum-Cryptography/key-encapsulation-mechanism/<br>
			https://www.digicert.com/tls-ssl/post-quantum-cryptography<br>
			https://docs.keyfactor.com/ejbca/9.0/hybrid-ca<br>
			https://www.sectigo.com/resource-library/what-are-quantum-safe-and-hybrid-certificates<br>

Kay at 11:12, 25 October 2025

2025-10-25T11:12:51Z

← Older revision		Revision as of 11:12, 25 October 2025
Line 21:		Line 21:
	ECDH basierende Algorithmen sind weit verbreitete Algorithmen zur sicheren Schlüsselaushandlung im Rahmen von TLS. Sie basieren auf elliptischen Kurven, wobei häufig Kurven wie "X25519" oder "SecP256r1" für die Schlüsselaushandlung verwendet werden. Sowohl der Client als auch der Server wählen dabei jeweils einen zufälligen privaten Schlüssel (a und b) und verwenden einen gemeinsamen Generator-Punkt G auf der Kurve, der für beide Parteien identisch ist. Der öffentliche Schlüssel (A und B) ergibt sich aus der Multiplikation des privaten Schlüssels mit diesem Punkt G. Durch den anschließenden Austausch der öffentlichen Schlüssel können beide Seiten unabhängig voneinander dasselbe Shared Secret S berechnen. Es gilt:		ECDH basierende Algorithmen sind weit verbreitete Algorithmen zur sicheren Schlüsselaushandlung im Rahmen von TLS. Sie basieren auf elliptischen Kurven, wobei häufig Kurven wie "X25519" oder "SecP256r1" für die Schlüsselaushandlung verwendet werden. Sowohl der Client als auch der Server wählen dabei jeweils einen zufälligen privaten Schlüssel (a und b) und verwenden einen gemeinsamen Generator-Punkt G auf der Kurve, der für beide Parteien identisch ist. Der öffentliche Schlüssel (A und B) ergibt sich aus der Multiplikation des privaten Schlüssels mit diesem Punkt G. Durch den anschließenden Austausch der öffentlichen Schlüssel können beide Seiten unabhängig voneinander dasselbe Shared Secret S berechnen. Es gilt:

	S=aB=a(bG)=b(aG)=bA		<math>S=aB=a(bG)=b(aG)=bA</math>

	=== Quantensichere Schlüsselaushandlung ===		=== Quantensichere Schlüsselaushandlung ===