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VPN und Verschlüsselung: was ein Tunnel schützt

Nach dieser Lektion: Ich kann erklären, was ein VPN schützt.

Lektion, 45 Min.7 BefehleWireGuard-Lab: einen VPN-Tunnel zwischen zwei Standorten im Browser aufbauen

Was ein VPN schützt und was nicht

Ein VPN (Virtual Private Network) verschlüsselt den Weg deiner Daten durch ein fremdes Netz. Wer unterwegs mitschneidet, sieht nur unlesbare Zeichen.

Im Café-WLAN gehört das Netz einem Fremden. Mit einem VPN wird der Weg zu einem Tunnel, in den niemand hineinsehen kann.

Am Ende dieser Lektion

Notiz

Ich kann erklären, was ein VPN schützt.

Schlüsselwörter

BegriffWas er bedeutet
VerschlüsselungText wird mit einem Schlüssel unlesbar gemacht
Klartextder lesbare Text vor dem Verschlüsseln
Geheimtextder unlesbare Text nach dem Verschlüsseln
Schlüsseldie geheime Zahl oder das Wort, mit dem man ver- und entschlüsselt
Tunneleine Verbindung, die ihre Pakete in einer anderen Verbindung verpackt

Die Zellen, die Lernende ausfüllen, bleiben in dieser Vorschau leer.

Bevor du anfängst

Notiz

Drück oben in der Leiste auf Lab starten und warte, bis die Maschine läuft. Im Lab stehen zwei Standorte, A und B, jeder mit einem Gerät und einem Gateway. Heute schaust du dir den Aufbau an und rechnest mit einfachen Chiffren.

Ohne Verschlüsselung kann jeder mitlesen

Ein Paket läuft über viele Geräte, bevor es ankommt. Jedes davon könnte seinen Inhalt lesen, wenn er im Klartext steht.

Die Lösung ist, den Inhalt mit einem Schlüssel zu verändern. Wer den Schlüssel kennt, macht den Geheimtext wieder zum Klartext. Alle anderen sehen nur Zeichen ohne Sinn.

Die Caesar-Chiffre verschiebt jeden Buchstaben

Die älteste Chiffre schiebt jeden Buchstaben um eine feste Zahl weiter im Alphabet. Die Zahl ist der Schlüssel.

Bei Schlüssel 3 wird A zu D, B zu E und Z wieder zu C. Zum Entschlüsseln schiebst du um dieselbe Zahl zurück.

Die Shell verschlüsselt HALLO mit Schlüssel 3

Befehl
echo HALLO | tr 'A-Z' 'D-ZA-C'

Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.

Und entschlüsselt KDOOR wieder

Befehl
echo KDOOR | tr 'D-ZA-C' 'A-Z'

Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.

Beispiel: HALLO mit Schlüssel 3

KlartextHALLO
Schritt+3+3+3+3+3
GeheimtextKDOOR

Die Zellen, die Lernende ausfüllen, bleiben in dieser Vorschau leer.

Ein häufiger Fehler

Warnung

Viele denken, eine Chiffre sei sicher, solange niemand das Verfahren kennt. Das stimmt nicht. Bei der Caesar-Chiffre gibt es nur 25 Schlüssel. Jemand probiert sie alle in Sekunden durch. Sicher macht ein Verfahren ein Schlüssel, den niemand erraten kann.

XOR mit einem Schlüssel ist selbst sein Gegenteil

Computer verschlüsseln mit Bits. Die Operation XOR vergleicht zwei Bits: gleich ergibt 0, verschieden ergibt 1.

XOR mit einem Schlüssel verschlüsselt. XOR mit demselben Schlüssel noch einmal bringt den Klartext zurück. Dasselbe Verfahren ver- und entschlüsselt.

Beispiel: der Buchstabe A (65) mit Schlüssel 42

SchrittBinärDezimal
Klartext A100000165
Schlüssel010101042
XOR ergibt1101011107
Noch einmal XOR mit 42100000165

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Die Shell rechnet 65 XOR 42

Befehl
echo $((65 ^ 42))

Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.

Und 107 XOR 42 bringt A zurück

Befehl
echo $((107 ^ 42))

Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.

Ein VPN packt jedes Paket verschlüsselt neu ein

Ein VPN-Gateway nimmt jedes Paket zum anderen Standort, verschlüsselt es ganz und packt es als Nutzdaten in ein neues Paket. Das ist wieder Kapselung.

Das Internet sieht nur ein Paket von Gateway zu Gateway. Die privaten Adressen und der Inhalt bleiben im Tunnel verborgen.

Die vier Maschinen des Labs auflisten

Befehl
wglab status

Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.

Die Routen von Gateway A ansehen

Befehl
sudo ip netns exec gwA ip route

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Prüfen, wer in den WireGuard-Ordner von gwA darf

Befehl
sudo ls -ld /etc/netns/gwA/wireguard

Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.

Jedes Gateway hat ein Schlüsselpaar

WireGuard ist ein Programm für solche Tunnel. Jedes Gateway hat zwei Schlüssel: einen privaten, den nur es kennt, und einen öffentlichen, den es dem Partner gibt.

Der private Schlüssel verlässt das Gateway nie. Darum darf nur sein Besitzer die Datei lesen, und der Ordner gehört nur root.

Weiterführend: die Caesar-Chiffre knacken

Du bekommst den Geheimtext KHOOR ohne Schlüssel. Probiere alle Schlüssel von 1 bis 25 durch, bis ein sinnvolles Wort entsteht.

Mit Schlüssel 3 wird daraus HELLO. Das zeigt, warum eine Chiffre mit wenigen Schlüsseln wertlos ist: Ausprobieren genügt.

Über dieses Lab und seinen Quellcode: WireGuard-Lab: einen VPN-Tunnel zwischen zwei Standorten im Browser aufbauen

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