Was ist RSA?

RSA (Rivest–Shamir–Adleman) ist ein kryptografischer Algorithmus mit offenem Schlüssel, der ein mathematisch verknüpftes Paar aus offenem und geheimem Schlüssel verwendet, um Daten zu verschlüsseln, Schlüssel auszutauschen und digitale Zertifikate zu signieren. Seine Sicherheit beruht auf der Schwierigkeit, das Produkt zweier großer Primzahlen zu faktorisieren – ein Problem, das bei realistischen Schlüsselgrößen rechnerisch nicht lösbar ist.

Die wichtigsten Erkenntnisse

• RSA verschlüsselt Daten und signiert Zertifikate mit einem Schlüsselpaar aus öffentlichem und privatem Schlüssel.
• Die Sicherheit beruht auf der Schwierigkeit, große Produkte aus Primzahlen zu faktorisieren.
• RSA wurde 1977 von Rivest, Shamir und Adleman am MIT veröffentlicht.
• VersaDer Secure Access Service bietet RSA als Option für den TLS-Schlüsselaustausch an.
• Größere Schlüsselgrößen (2048 Bit und mehr) bieten mehr Sicherheit auf Kosten der Geschwindigkeit.

Auf dieser Seite: Warum das wichtig ist · So funktioniert es · Arten · RSA & Versa · Häufig gestellte Fragen

Warum ist RSA wichtig?

RSA war das erste praxistaugliche Kryptosystem mit offenem Schlüssel, das 1977 von Ron Rivest, Adi Shamir und Leonard Adleman am MIT veröffentlicht wurde. Zuvor erforderten alle Verfahren, dass sich beide Parteien im Voraus einen geheimen Schlüssel einigten – was für die Kommunikation im Internet-Maßstab unpraktisch war. RSA löste dieses Problem, indem es den Schlüssel in einen öffentlichen Teil, den jeder zum Verschlüsseln oder Verifizieren nutzen kann, und einen privaten Teil, über den nur der Besitzer verfügt, um Daten zu entschlüsseln oder zu signieren, aufteilte. HTTPS-Zertifikate, SSH-Hostschlüssel, Codesignierung und E-Mail-Verschlüsselung gehen auf diese Idee zurück.

RSA spielt nach wie vor eine wichtige Rolle, auch wenn Algorithmen auf Basis elliptischer Kurven bei neuen Implementierungen zunehmend die Oberhand gewinnen, da die installierte Basis enorm ist. Zertifizierungsstellen stellen weiterhin RSA-Zertifikate aus, ältere Clients unterstützen oft nichts anderes, und RSA-Signaturen bleiben eine Standardoption in TLS- und PKI-Tools.

Was ist RSA?

RSA generiert zwei Schlüssel aus einer mathematischen Konstruktion. Bei der Schlüsselgenerierung werden zwei große, zufällig ausgewählte Primzahlen ausgewählt, zu einem Modulus multipliziert und mithilfe der Modulararithmetik ein öffentlicher sowie ein dazu passender privater Exponent abgeleitet. Der öffentliche Schlüssel kann offen weitergegeben werden; der private Schlüssel muss geheim bleiben.

Bei der Verschlüsselung und Signierung werden die Schlüssel in entgegengesetzter Richtung verwendet. Um eine vertrauliche Nachricht zu versenden, verschlüsselt der Absender diese mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers; nur der dazugehörige private Schlüssel kann sie entschlüsseln. Um die Urheberschaft nachzuweisen, verschlüsselt der Unterzeichner einen Hashwert der Nachricht mit seinem eigenen privaten Schlüssel; jeder kann diesen mit dem öffentlichen Schlüssel des Unterzeichners überprüfen und so dessen Identität und die Integrität der Nachricht bestätigen.

Die Sicherheit beruht auf der Faktorisierung von ganzen Zahlen: Um den privaten Schlüssel abzuleiten, muss der Modulus in seine beiden Primfaktoren zerlegt werden, und es gibt keinen effizienten klassischen Algorithmus, der dies bei praktischen Schlüsselgrößen – typischerweise 2048 Bit oder mehr – leisten kann.

Anwendungsbereiche von RSA

RSA kommt in einem Netzwerk in drei unterschiedlichen Rollen zum Einsatz. Der RSA-Schlüsseltransport – umgangssprachlich als RSA-Schlüsselaustausch bezeichnet – ermöglicht es einem TLS-Client, ein Premaster-Secret mit dem öffentlichen RSA-Schlüssel des Servers zu verschlüsseln, das nur mit dem privaten Schlüssel des Servers wiederhergestellt werden kann. Dieser Modus ist statisch und bietet keine Forward Secrecy, weshalb er in TLS 1.3 zugunsten von Diffie-Hellman-Varianten aufgegeben wurde, in früheren Versionen jedoch weiterhin verfügbar ist. Digitale RSA-Signaturen dienen der Authentifizierung von Zertifikaten und Handshakes: Eine Zertifizierungsstelle signiert den öffentlichen Schlüssel eines Servers mit ihrem eigenen privaten RSA-Schlüssel, und Clients überprüfen die Signatur, um dem Server zu vertrauen. Die RSA-Verschlüsselung von Massendaten ist in der Praxis selten, daher wird mit RSA in der Regel stattdessen ein symmetrischer Schlüssel verschlüsselt.

Die Implementierungen unterscheiden sich zudem hinsichtlich der Schlüsselgröße und der Auffüllung: 2048 bis 4096 Bit, da kleinere Schlüsselgrößen gegenüber Faktorisierungsangriffen zu schwach sind, sowie OAEP- oder PSS-Auffüllung anstelle des älteren, für Orakel-Angriffe anfälligen PKCS#1 v1.5-Schemas.

RSA & Versa

VersaDer „Secure Access Service“ – der Portal- und Gateway-Dienst, der den Client „ Versa “SASE verbindet – ermöglicht es Administratoren, RSA neben ECDHE als TLS-Schlüsselaustauschalgorithmus für Verbindungen auszuwählen, bei denen TLS-Versionen vor 1.3 ausgehandelt werden, wobei die Mindestschlüssellänge konfigurierbar ist. Wenn Konfiguration des Secure Access Gateway, wählen Administratoren TLS/DTLS-Verschlüsselungssuiten aus, darunter RSA-Schlüsselübertragungssuiten wie beispielsweise TLS-RSA-WITH-AES-256-GCM-SHA384 sowie RSA-signierte ECDHE-Suiten wie beispielsweise TLS-ECDHE-RSA-WITH-AES-256-GCM-SHA384.

RSA bildet zudem die Grundlage für die zertifikatsbasierte Authentifizierung innerhalb desselben Dienstes: Das Secure Access Portal und das Gateway unterstützen die Authentifizierungstypen „Certificate“, „EAP“ und „Preshared“, und die Geräteauthentifizierungsprofile stützen sich auf RSA-signierte Zertifikate zur Überprüfung von Client-Geräten, die über „ SASE “ verbunden sind. Die Secure SD-WAN und NGFW -Editionen bieten dieselben Steuerungsmöglichkeiten.

Häufig gestellte Fragen

Wofür steht die Abkürzung RSA?

RSA steht für Rivest–Shamir–Adleman, die Nachnamen von Ron Rivest, Adi Shamir und Leonard Adleman, die den Algorithmus 1977 am MIT veröffentlichten – das erste praxistaugliche Kryptosystem mit offenem Schlüssel und nach wie vor einer der am weitesten verbreiteten Algorithmen in TLS und PKI.

Wie funktioniert die RSA-Verschlüsselung?

RSA verwendet zwei mathematisch miteinander verknüpfte Schlüssel, die aus zwei großen Primzahlen abgeleitet werden. Mit dem öffentlichen Schlüssel verschlüsselte Daten können nur mit dem dazugehörigen privaten Schlüssel entschlüsselt werden, und mit dem privaten Schlüssel signierte Daten lassen sich mit dem öffentlichen Schlüssel überprüfen – so können Fremde Geheimnisse sicher austauschen.

Ist RSA heute noch sicher?

Ja, bei ausreichender Schlüsselgröße. Ein 2048-Bit-RSA-Schlüssel gilt gegenüber klassischen Computern nach wie vor als sicher, auch wenn in den Leitlinien für einen langfristigen Schutz zunehmend 3072 Bit empfohlen werden. Ein zukünftiger Quantencomputer könnte RSA mithilfe des Shor-Algorithmus knacken, was die Forschung nach Post-Quanten-Alternativen vorantreibt.

Was ist der Unterschied zwischen RSA und ECDHE?

Beim RSA-Schlüsseltransport kann ein Client ein Geheimnis mit dem statischen öffentlichen Schlüssel des Servers verschlüsseln, während bei ECDHE (Elliptic-Curve Diffie-Hellman Ephemeral) beide Seiten temporäre Schlüsselpaare generieren und daraus ein gemeinsames Geheimnis ableiten. ECDHE bietet Vorwärtsgeheimnis, was beim statischen RSA-Schlüsseltransport nicht möglich ist.

Welche RSA-Schlüsselgröße sollte verwendet werden?

2048 Bit sind das praktische Minimum für neue Implementierungen; 3072 oder 4096 Bit bieten eine höhere Sicherheitsreserve, gehen jedoch mit langsameren Vorgängen und größeren Zertifikaten einher. Schlüssel mit weniger als 2048 Bit gelten als knackbar und sollten, sofern sie noch im Einsatz sind, ausgemustert werden.

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