AES in C#

AES in C#

Mit der Digitalisierung wurde die Verschlüsselung von Daten immer wichtiger. Einer der leistungsstärksten symmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen, der in vielen Bereichen weit verbreitet ist, ist der Advanced Encryption Standard (AES). In diesem Blogpost werden wir einen Blick auf den AES-Algorithmus werfen, seine Funktionsweise verstehen und den Algorithmus in C# ausprobieren.

Was ist AES?

AES ist ein symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, welcher von Joan Daemen und Vincent Rijmen entwickelt wurde. Er wurde als Ersatz für den veralteten Data Encryption Standard (DES) eingeführt und wird heute weltweit in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter Netzwerksicherheit, sichere Kommunikation und Datenschutz.

Wie funktioniert AES?

Der AES-Algorithmus arbeitet mit Blöcken von Daten, die in 128-Bit unterteilt werden. Diese Blöcke werden dann durch eine Reihe von Transformationen verschlüsselt, die auf einer spezifischen Rundenschlüsselstruktur basieren. AES verwendet eine Schlüssellänge von 128, 192 oder 256 Bit, wobei jeder Schlüssel eine andere Anzahl von Runden durchläuft, um die Daten zu verschlüsseln.

Die AES-Verschlüsselung erfolgt in vier Hauptschritten: SubBytes, ShiftRows, MixColumns und AddRoundKey. Diese Schritte werden in einer bestimmten Anzahl von Runden wiederholt, abhängig von der Schlüssellänge.

SubBytes

Die einzelnen Bytes des Blockes werden in diesem Schritt substituiert, also ausgewechselt. Dafür wird eine Substitutionstabelle verwendet.

ShiftRows

In diesem Schritt werden die Bytes verschoben. Hierfür kann man sich den 128-Bit Block als eine Tabelle mit insgesamt 16 Zellen vorstellen. Eine Zelle entspricht einem Byte. Die Bytes in der ersten Zeile werden gar nicht verschoben. In der zweiten Zeile werden sie um 1 nach links verschoben, in der zweiten Zeile um 2 und in der dritten Zeile um 3.

MixColumns

Nun werden die einzelnen Kolonnen in der Tabelle jeweils mit einer Matrix multipliziert. Diese Matrix ist fest definiert und bleibt immer gleich.

AddRoundKey

In diesem Schritt kommt der Rundenschlüssel ins Spiel. Dieser besteht ebenfalls aus 16 Bytes. Es wird ganz einfach jedes Byte mit dem Byte des Schlüssels addiert.

Anwendung in C#

Um das Verschlüsselungsverfahren AES in C# anzuwenden, kann man die Bibliothek System.Security.Cryptography verwenden.

Diese zwei Methoden sind für das Verschlüsseln und Entschlüsseln zuständig.

Fazit

AES ist ein zuverlässiger und weit verbreiteter Verschlüsselungsalgorithmus, der in vielen Anwendungen und Systemen eingesetzt wird, um die Vertraulichkeit von Daten zu gewährleisten. Durch die Verwendung von symmetrischer Verschlüsselungstechnik und Blockchiffren bietet AES eine robuste Sicherheitslösung für die digitale Welt.