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2026-04-18T19:25:00Z

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'''Diffusion''' ist in der [[Kryptologie]] eines der beiden zentralen Prinzipien zur [[Verschleierung (Sprache)|Verschleierung]] von Strukturen eines [[Klartext (Kryptographie)|Klartextes]] im Zuge einer [[Verschlüsselungsverfahren|Verschlüsselung]] oder beim [[Kryptologische Hashfunktion|Hashen]]. Das andere dieser Prinzipien ist die [[Konfusion (Kryptologie)|Konfusion]]. Sie gehen auf den amerikanischen Mathematiker [[Claude Shannon]] zurück.

Diffusion bedeutet, dass jedes [[Bit]], das in eine kryptografische Funktion eingegeben wird, sich über den ganzen verarbeiteten [[Datenblock]] ausbreitet und alle Ausgabebits beeinflusst. Diese Eigenschaft ist auch als [[Lawineneffekt (Kryptographie)|Lawineneffekt]] bekannt. Das sogenannte ''strenge Lawinenkriterium'' (''strict avalanche criterion''; SAC) verlangt, dass bei Änderung eines beliebigen Eingabebits sich jedes Ausgabebit mit der Wahrscheinlichkeit ½ ändert. Das SAC ist heute eine Standardanforderung, die von jedem brauchbaren kryptografischen Verfahren erfüllt wird.

Ein gutes Verfahren verzahnt ''Konfusion'' und ''Diffusion'' in mehreren [[Iteration|aufeinanderfolgenden]] Runden miteinander. Beim Verschlüsseln beziehungsweise Hashen erfolgt schon in wenigen Runden vollständige Diffusion, d. h. jedes Informationsbit breitet sich über den ganzen Datenblock aus. Darauf werden die Daten des Blocks von Operationen zur Konfusionserzeugung verarbeitet (zum Beispiel [[S-Box|S‑Box]]), deren Resultate sich wiederum schnell ausbreiten und so weiter. Wenn man irgendwo eingreift und nur ein Bit ändert, sieht wenige Runden später der ganze Datenblock völlig anders aus. Die Rundenzahl eines Verfahrens wird in der Regel ausreichend für mindestens vier Mal vollständige Diffusion gewählt.

== Beispiel für Hashfunktionen ==
Der [[Secure Hash Algorithm#SHA-1|SHA-1]] Hashwert des Satzes „Fischers Fritz fischt frische Fische.“ ist
ac8ac8261cbfd50efcecf3b313faddf325ee1c75
Bei Veränderung nur eines Buchstabens resultiert ein völlig anderer Hashwert: „Fischers Fr'''a'''tz fischt frische Fische.“ ergibt
5caecace90a74375f5f3d2e4156750210c4a18b4

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Claude Elwood Shannon |Titel=[[Die mathematische Kommunikationstheorie der Chiffriersysteme|Communication Theory of Secrecy Systems]] |Sammelwerk=Bell System Technical Journal |Band=28 |Nummer=4 |Datum=1949 |Sprache=en |DOI=10.1002/j.1538-7305.1949.tb00928.x}}

[[Kategorie:Kryptologie]]

Diffusion (Kryptologie) - Versionsgeschichte

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