Was ist TLS? So funktioniert die Verschlüsselung

Digitale Zahlungen, elektronischer Schriftverkehr und Transaktionen im Netz sind längst zentral für unseren Alltag. Kein Wunder, dass die TLS-Verschlüsselung so wichtig ist, bietet sie doch den nötigen Datenschutz. Aber wie genau funktioniert TLS eigentlich und wo kommt es überall zum Einsatz?

Was ist TLS?

TLS (kurz für Transport Layer Security) ist ein kryptografisches Protokoll, das für die sichere Kommunikation über ein Netzwerk verwendet wird. Es wird häufig zur Verschlüsselung von Datenübertragungen über das Internet verwendet, einschließlich Webbrowsing, E-Mail und Instant Messaging. Vor allem Datenmissbrauch soll durch die TLS-Verschlüsselung verhindert werden.

Wie funktioniert TLS?

Das Hauptziel aller TLS-Versionen ist die Gewährleistung von Datenschutz und Datenintegrität zwischen zwei kommunizierenden Anwendungen. Erreicht wird das, indem die zwischen den beiden Endpunkten übertragenen Daten verschlüsselt und digitale Zertifikate verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Endpunkt, mit dem kommuniziert wird, derjenige ist, der er vorgibt zu sein.

TLS baut eine sichere Verbindung zwischen zwei Endpunkten auf, in der Regel zwischen einer Userin bzw. einem User und einem Server. Diese Verbindung wird auch als TLS Handshake (dt: Handschlag) bezeichnet. Dabei tauschen die beiden Endpunkte Informationen über ihre unterstützten kryptografischen Algorithmen aus. Die Verschlüsselung funktioniert nach dem Key-System: Der Sender verschlüsselt die Nachricht mit einem öffentlichen Schlüssel (Public Key), die Empfängerin entschlüsselt sie mit dem privaten Schlüssel (Private Key).

Anschließend sorgen TLS-Zertifikate dafür, dass die Identität des Endpunkts, mit dem kommuniziert wird, überprüft wird. Solche Zertifikate werden von vertrauenswürdigen Drittorganisationen, den so genannten Zertifizierungsstellen, ausgestellt, die die Identität des Zertifikatinhabers vor der Ausstellung überprüfen. Wenn Nutzende eine Verbindung zu einem Server über TLS herstellen, legt der Server sein digitales Zertifikat vor. Die Kombination aus Schlüsselaustausch und Zertifikat sichern die Authentifizierung und damit die sichere Datenübertragung.

TLS vs SSL: Die Unterschiede

Auch SSL (Secure Socket Layer) ist ein Verschlüsselungsprotokoll. Die Internet Engineering Task Force (IETF) entwickelte auf der Basis von SSL dann TLS als Weiterentwicklung mit mehr Flexibilität, Sicherheit gegen Hackerangriffe und mehr Effizienz; SSL-Protokolle kommen daher nicht mehr zum Einsatz. Da der Begriff aber bekannt ist, nutzen viele Anbieter „SSL/TLS“ als Begriff, um die Verschlüsselung zu beschreiben, auch wenn sie gar kein SSL-Zertifikat mehr nutzen (dürfen).

TLS-Zertifikat: Die Einsatzgebiete im Überblick

Nun wissen wir, wie die TLS-Verbindung funktioniert, aber in welchen Bereichen findet das Verschlüsselungsverfahren Anwendung?

• Web-Browsing: Das TLS-Protokoll im Webbrowser dient der verschlüsselten Kommunikation zwischen Nutzenden und dem Browser. Sensible Informationen, die beispielsweise im Zahlungsverkehr oder bei der Anmeldung genutzt werden, können so sicher digital übertragen werden. Als Bestandteil von HTTPS ist TLS eine der häufigsten Arten, um Webserver und Webbrowser zu verschlüsseln.
• E-Mail: Früher Briefgeheimnis, heute TLS – die Verschlüsselung von Mail-Servern trägt zur Sicherheit beim Austausch elektronischer Nachrichten bei.
• Sofortige Nachrichtenübermittlung: Die Implementierung von TLS sichert die Instant-Messaging-Kommunikation zwischen zwei Endpunkten und damit ihre Vertraulichkeit.
• Virtuelle private Netzwerke (VPNs): Die Kommunikation zwischen einem VPN-Client und einem VPN-Server kann über TLS verschlüsselt werden. So wird sichergestellt, dass Benutzerinnen und Benutzer über das Internet geschützt auf Ressourcen in einem privaten Netzwerk zugreifen können.
• Datenübertragungen: TLS wird zur Sicherung von jeglichem Datenaustausch zwischen zwei Endpunkten eingesetzt.
• (Video-)Telefonie: Auch in der digitalen Telekommunikation finden TLS-Verschlüsselung ihren Einsatz. So kann digital eine sichere Verbindung aufgebaut werden, ohne dass sich Unbefugte Zugang zum Telefonat verschaffen.

Wann benötigt man eine TLS-Verschlüsselung?

TLS-Zertifikate sind für Endverbraucher, die im Netz surfen oder digital bezahlen, zwar äußerst relevant, direkt damit auseinandersetzen müssen sie sich damit aber meist nur bei der Einrichtung eines E-Mail-Kontos oder bei der Erstellung einer eigenen Website. Die TLS-Verschlüsselung erfolgt also im Hintergrund, sodass sich Nutzerinnen und Nutzer in der Regel nicht proaktiv schützen müssen.

Daher ist die Verschlüsselung mit TLS vor allem für Organisationen relevant, die ihre digitalen Daten und Assets schützen möchten, beispielsweise Unternehmen, Finanzinstitute und Gesundheitsbehörden.

TLS: Vor- und Nachteile von Transport Layer Security

TLS-Verschlüsselungen bringen vor allen Dingen eins: Sicherheit. Aber welche Vor- und auch Nachteile bietet DSL noch?

Vorteile von TLS

• Schutz vor Manipulation: TLS-Verschlüsselungen sorgen dafür, dass Daten durch einen Angriff weder abgefangen noch geändert werden können. Es braucht keine bloßen Passwörter mehr – die Kryptografie ist schon weiter.
• Rechtsschutz: Mit TLS können die Anforderungen im Sinne der DSGVO erfüllt werden.
• Einheitlichkeit: Wo Datenkommunikation und Verbindungsaufbau ist, ist auch TLS. Denn die Verschlüsselung kann in sämtlichen Bereichen von Webseiten über digitale Kommunikation bis hin zum Datentransfer eingesetzt werden.
• Vertrauen: Ein wichtiger Vorteil der TLS-Verschlüsselung ist die sichere Identifikation aller Teilnehmenden, was bei den Nutzenden Vertrauen in die Interaktion mit dem jeweiligen Kommunikationspartner schafft.

Nachteile von TLS

• Sicherheitslücken: Obwohl stetige Updates Sicherheitslücken verhindern sollen, ist auch ein Zertifikat nicht vor Mängeln geschützt. Die Entwicklung neuer TLS-Versionen wirkt dem jedoch entgegen. Ältere Varianten wie TLS 1.0, TLS 1.1 und TLS 1.2 sind zwar noch im Einsatz, die Verwendung ist jedoch nicht empfehlenswert, da sie den aktuellen Sicherheitsstandards nicht gerecht werden. Nut die neueste Version TLS 1.3 (Stand: März 2023) bietet ausreichenden Schutz.
• Kosten: Endverbraucherinnen und -verbraucher müssen sich hierüber keine Gedanken machen. Webseitenbetreibende müssen für die TLS-Zertifikate der Zertifizierungsstellen jedoch in der Regel zahlen.

Fazit: TLS als elementarer Bestandteil von Web Security

Im Internet lauern viele Gefahren – von DDoS über Brute Force bis hin zu XSS können Ihre Daten und Websites ständig angegriffen werden. TLS sichert Ihren Datenverkehr im Internet verlässlich: Transport Layer Security trägt dazu bei, sensible Daten vor dem Abfangen zu schützen, und bietet die Gewissheit, dass der Endpunkt, mit dem eine Person oder ein Server kommuniziert, legitim ist.

Wichtig für User, die eine Verschlüsselung einrichten wollen, ist die Aktualität der TSL-Version. Obwohl TLS 1.2 und ältere TLS-Versionen weiterhin genutzt werden, empfehlen wir dringend, das aktuelle Update TSL 1.3 zu verwenden, egal ob Client oder Server. Nur mit den richtigen Anwendungsprotokollen bleiben Ihre Daten und die Ihrer Kundinnen und Kunden sicher.

Titelbild: adigold1 / Unsplash