Symmetrische und asymmetrische Kryptographie: Wie Geheimnisse sicher bleiben

12.07.2026 · 7 Min. Lesezeit

Fast jede sichere Verbindung im Internet basiert auf Verschlüsselung – ob du eine Webseite mit “https” aufrufst, eine Nachricht über einen Messenger verschickst oder dich bei deinem Online-Banking anmeldest. Doch was bedeutet “Verschlüsselung” eigentlich genau, und warum gibt es dafür nicht nur ein, sondern zwei grundlegend verschiedene Verfahren? Genau darum soll es in diesem Artikel gehen. Wir fangen ganz von vorne an, denn um zu verstehen, warum es die sogenannte asymmetrische Kryptographie überhaupt gibt, muss man zunächst verstehen, wo ihre ältere Schwester – die symmetrische Kryptographie – an ihre Grenzen stößt.

Was Verschlüsselung überhaupt leisten soll

Stell dir vor, du möchtest deiner Freundin eine Nachricht schicken, aber ihr befürchtet, dass jemand den Brief unterwegs öffnet und mitliest. Verschlüsselung ist im Grunde nichts anderes als eine Methode, einen Text (den man in der Fachsprache “Klartext” nennt) so zu verändern, dass er für jeden, der ihn abfängt, wie sinnloses Zeichenkauderwelsch aussieht – den sogenannten “Geheimtext” oder “Chiffretext”. Nur wer über die richtige Zusatzinformation verfügt, kann aus diesem Kauderwelsch wieder den ursprünglichen Text herstellen. Diese Zusatzinformation nennt man den Schlüssel. Das Verfahren, mit dem man aus Klartext und Schlüssel den Geheimtext erzeugt, heißt Verschlüsselung; der umgekehrte Weg heißt Entschlüsselung.

Wichtig ist dabei eine Grundannahme, mit der in der Kryptographie fast immer gearbeitet wird: Man geht davon aus, dass ein Angreifer das Verschlüsselungsverfahren selbst kennt – schließlich sind die meisten Verfahren öffentlich bekannt und werden sogar wissenschaftlich untersucht. Die Sicherheit darf also niemals davon abhängen, dass die Methode geheim bleibt, sondern ausschließlich davon, dass der Schlüssel geheim bleibt. Das ist ein zentraler Gedanke, den man sich merken sollte, denn er erklärt, warum der Umgang mit Schlüsseln das eigentliche Herzstück der gesamten Kryptographie ist.

Symmetrische Verschlüsselung: ein gemeinsames Geheimnis

Die älteste und intuitivste Form der Verschlüsselung ist die symmetrische Verschlüsselung. Das Prinzip dahinter lässt sich mit einem ganz einfachen Beispiel verstehen, der sogenannten Caesar-Verschiebung, benannt nach Julius Caesar, der angeblich genau diese Methode benutzt hat, um Nachrichten an seine Feldherren zu verschlüsseln. Die Idee: Man verschiebt jeden Buchstaben im Alphabet um eine feste Anzahl von Stellen. Verschiebt man beispielsweise um drei Stellen, wird aus einem A ein D, aus einem B ein E, und so weiter. Aus dem Wort “HALLO” wird dann “KDOOR”. Wer die Verschiebezahl drei kennt, kann den Text mühelos zurückrechnen und erhält wieder “HALLO”. Wer sie nicht kennt, muss raten oder ausprobieren.

In diesem Beispiel ist die Zahl Drei der Schlüssel. Und das Entscheidende, das dieses Verfahren zu einem symmetrischen Verfahren macht, ist Folgendes: Genau derselbe Schlüssel, der zum Verschlüsseln benutzt wurde, wird auch zum Entschlüsseln benutzt – nur eben in die andere Richtung angewendet. Sender und Empfänger benötigen also exakt dasselbe Geheimnis. Moderne symmetrische Verfahren wie AES, das heute beispielsweise beim Verschlüsseln von Festplatten oder innerhalb von WLAN-Verbindungen zum Einsatz kommt, sind natürlich erheblich komplexer als eine simple Buchstabenverschiebung und mit einfachem Ausprobieren nicht zu knacken. Am Grundprinzip ändert das aber nichts: Ein einziger, geheimer Schlüssel wird zum Ver- und zum Entschlüsseln verwendet, und dieser Schlüssel muss beiden Seiten bekannt sein, sonst niemandem.

Symmetrische Verfahren haben einen großen Vorteil: Sie sind rechnerisch sehr effizient, also schnell und ressourcenschonend, selbst bei großen Datenmengen. Das ist auch der Grund, warum sie in der Praxis nach wie vor die Arbeitspferde der Verschlüsselung sind, wenn es um das eigentliche Verschlüsseln größerer Mengen an Daten geht.

Das eigentliche Problem: Wie kommt der Schlüssel zum Empfänger?

Nun kommen wir zu der Frage, die sich aufmerksame Leser vermutlich bereits stellen: Wenn beide Seiten denselben geheimen Schlüssel benötigen – wie bekommt der Empfänger diesen Schlüssel überhaupt, ohne dass ein Angreifer ihn ebenfalls mitliest?

Bei Caesar und seinen Feldherren war das noch vergleichsweise einfach zu lösen: Man konnte sich persönlich treffen und den Schlüssel mündlich vereinbaren, bevor man getrennte Wege ging. Doch stell dir vor, du möchtest mit jemandem sicher kommunizieren, den du noch nie getroffen hast und vermutlich auch nie treffen wirst – etwa mit dem Server einer Online-Banking-Webseite, den du zum ersten Mal über das Internet ansteuerst. Es gibt keinen sicheren, bereits etablierten Kanal, über den ihr euch vorab auf einen gemeinsamen Schlüssel einigen könntet. Jeder Kanal, den ihr benutzen könntet – eine E-Mail, ein Chat, ein Telefonat – könnte theoretisch von einem Angreifer mitgehört werden. Und schickt man den geheimen Schlüssel einfach unverschlüsselt über diesen Kanal, kann ihn natürlich auch jeder Lauscher mitlesen, wodurch die gesamte nachfolgende Verschlüsselung wertlos wird. Man könnte versuchen, den Schlüssel selbst wieder zu verschlüsseln – doch damit bräuchte man ja bereits einen weiteren gemeinsamen Schlüssel, um genau diesen zu übertragen, und das Problem beginnt von vorne. Dieses grundlegende Dilemma nennt man in der Fachsprache das Schlüsselverteilungsproblem, und es galt über Jahrhunderte als praktisch unlösbar, sobald sich zwei Parteien nicht vorab persönlich treffen konnten.

Genau dieses Problem war es, das Kryptographen in den 1970er-Jahren dazu brachte, über einen völlig neuen Ansatz nachzudenken: Was, wenn man gar nicht mehr denselben Schlüssel für beide Richtungen benötigt?

Die Idee der asymmetrischen Verschlüsselung

Die Lösung, die daraus entstand, ist auf den ersten Blick fast kontraintuitiv, aber sobald man die richtige Analogie vor Augen hat, ergibt sie sofort Sinn. Stell dir ein Vorhängeschloss vor, das du geöffnet und für jeden frei zugänglich irgendwo hinlegst – beispielsweise öffentlich an deiner Haustür. Jeder, der dir etwas sicher zukommen lassen möchte, kann sich dieses offene Schloss nehmen, seine Nachricht in eine Kiste legen und die Kiste mit deinem Schloss zuschnappen lassen. Ist das Schloss einmal zugeschnappt, kann es niemand mehr öffnen – außer dir, denn nur du besitzt den einen passenden Schlüssel, den du niemals aus der Hand gegeben hast. Selbst die Person, die die Kiste verschlossen hat, kann sie danach nicht mehr öffnen.

Übersetzt in die Kryptographie bedeutet das: Es gibt nicht mehr einen einzigen Schlüssel, sondern ein zusammengehöriges Schlüsselpaar, bestehend aus einem öffentlichen Schlüssel und einem privaten Schlüssel. Der öffentliche Schlüssel entspricht dem offenen Vorhängeschloss – er darf und soll sogar frei verteilt werden, an jeden, der einem eine Nachricht schicken möchte. Mit diesem öffentlichen Schlüssel kann man Daten verschlüsseln, aber eben nicht mehr entschlüsseln. Der private Schlüssel dagegen entspricht dem einzigen passenden Schlüssel zum Schloss, und er verbleibt ausschließlich beim Empfänger, wird niemals weitergegeben und ist der einzige, mit dem sich die Nachricht wieder in Klartext zurückverwandeln lässt.

Damit löst sich das Schlüsselverteilungsproblem auf elegante Weise auf: Der öffentliche Schlüssel muss gar nicht mehr geheim gehalten werden. Er darf über einen völlig unsicheren, öffentlich einsehbaren Kanal verteilt werden, ohne dass dadurch irgendein Schaden entsteht – schließlich kann man mit dem offenen Vorhängeschloss allein nichts wieder aufschließen. Zwei Menschen, die sich noch nie zuvor begegnet sind, können auf diesem Weg sicher kommunizieren, indem der Empfänger einfach seinen öffentlichen Schlüssel bereitstellt und jeder, der ihm etwas schicken möchte, die Nachricht damit verschlüsselt.

Mathematisch beruht das Ganze auf sogenannten Einwegfunktionen: Rechenoperationen, die sich in eine Richtung leicht durchführen lassen, aber ohne eine bestimmte Zusatzinformation praktisch nicht umkehren lassen. Wie genau diese Mathematik im Detail funktioniert und wie ein solches Schlüsselpaar überhaupt erzeugt wird, würde diesen Artikel sprengen – das behandeln wir ausführlich im nächsten Artikel dieser Reihe, der sich ganz der Public-Key-Kryptographie widmet.

Ein Zwischenfazit

Halten wir kurz fest, worin der zentrale Unterschied liegt. Bei der symmetrischen Verschlüsselung gibt es einen einzigen Schlüssel, den beide Seiten kennen müssen, was sie sehr schnell und effizient macht, aber ein ungelöstes Problem hinterlässt: Wie gelangt dieser Schlüssel sicher zu beiden Seiten, wenn sie sich nicht persönlich treffen können? Bei der asymmetrischen Verschlüsselung gibt es stattdessen ein Schlüsselpaar aus einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel, wodurch sich das Verteilungsproblem elegant umgehen lässt, allerdings um den Preis, dass die zugrundeliegenden mathematischen Verfahren deutlich rechenintensiver sind als bei der symmetrischen Verschlüsselung.

In der Praxis werden beide Verfahren übrigens meistens kombiniert eingesetzt: Die asymmetrische Verschlüsselung wird zunächst dazu benutzt, um sich sicher auf einen gemeinsamen, zufälligen symmetrischen Schlüssel zu einigen, und erst danach übernimmt die schnellere symmetrische Verschlüsselung die eigentliche, oft umfangreiche Kommunikation. Genau dieses Zusammenspiel ist es auch, das beispielsweise jede “https”-Verbindung in deinem Browser im Hintergrund durchführt.

Im nächsten Artikel schauen wir uns die asymmetrische Kryptographie – oder Public-Key-Kryptographie, wie sie meist genannt wird – im Detail an: Wie entsteht ein solches Schlüsselpaar mathematisch, welche Verfahren stecken dahinter, und wo genau liegt die “Einbahnstraße”, die es unmöglich macht, aus dem öffentlichen Schlüssel den privaten zu berechnen. Dieses Verständnis wird uns dann auch die Tür zu einem weiteren spannenden Thema öffnen: den digitalen Signaturen, mit denen sich die Echtheit und Unversehrtheit von Nachrichten und Dokumenten überprüfen lässt.