Konzept von Diffie und Hellman

Das Konzept der Verfahren mit öffentlichem Schlüssel wurde 1976 von DIFFIE und HELLMAN entwickelt. Jeder Teilnehmer verfügt über einen öffentlichen Schlüssel, der in einem allgemein zugänglichen Verzeichnis veröffentlicht wird, und einen privaten Schlüssel, der nur dem jeweiligen Teilnehmer selbst bekannt ist und streng geheim gehalten wird. Solche Verfahren nennt man
asymmetrische Chiffrierverfahren.
Der öffentliche Schlüssel des i-ten Teilnehmers bestimmt den Chiffrierschritt ; der private Schlüssel KS_i des i-ten Teilnehmers bestimmt den Dechiffrierschritt . Es müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

• ist die identische Abbildung.
• Für E_i und D_i gibt es effiziente Realisierungen.
• Der private Schlüssel KS_i kann mit den bis auf absehbare Zeit zur Verfügung stehenden Mitteln nicht aus dem öffentlichen Schlüssel KP_i abgeleitet werden.

Gilt darüber hinaus noch

• ist die identische Abbildung.

dann handelt es sich um ein Signaturverfahren mit öffentlichem Schlüssel. Ein Signaturverfahren ermöglicht dem Absender der Nachricht, diese mit einer unfälschbaren Unterschrift zu versehen.

Möchte A eine Nachricht m verschlüsseln und an B senden, dann entnimmt A aus dem Verzeichnis den öffentlichen Schlüssel KP_B von B und legt damit die Verschlüsselungsfunktion E_B fest: .
A sendet nun den Schlüsseltext c über das öffentliche Netz an , und B kann den Klartext der Nachricht mit Hilfe seines privaten Schlüssels KS_B bestimmen, der die Entschlüsselungsfunktion D_B festlegt: .
Um das Fälschen von Nachrichten zu verhindern, kann A in einem Signaturverfahren mit öffentlichem Schlüssel seine Nachricht m an B wie folgt signieren: A verschlüsselt den Klartext m mit seinem privaten Schlüssel gemäß , fügt dem Text seine Unterschrift A  hinzu und verschlüsselt den unterschriebenen Text d mit dem öffentlichen Schlüssel von B: . Der so signierte Text wird von A an B geschickt.
Der Teilnehmer B entschüsselt den Text mit seinem privaten Schlüssel und erhält
. Aus diesem Text erkennt B den Absender A und kann nun den Text d mit dem öffentlichen Schlüssel von A entschlüsseln: .