Padding

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Padding (von engl. to pad für auffüllen) ist ein Fachbegriff der Informatik für Fülldaten, mit denen ein vorhandener Datenbestand vergrößert wird. Die Füllbytes werden auch Pad-Bytes genannt. Die für Prüfsummen verwendeten Daten zählen hierbei nicht zum Padding.

Padding wird vorwiegend eingesetzt, um vorhandene Daten in die Gestalt einer durch einen Algorithmus oder ein Protokoll vorgegebenen Struktur zu bringen. Entsprechen die vorhandenen Daten nicht der Struktur – beispielsweise eine Folge von 50 Bits bei einem Algorithmus, der auf einem Block von 64 Bit Länge operiert – werden diese mit geeigneten Bit- oder Bytefolgen erweitert. Die Wahl des Paddings kann hierbei – je nach Anwendung – von simplem Auffüllen mit Nullen bis zu komplexen Schemata reichen.

In der klassischen Kryptographie wurde Padding variabler Längen hingegen dazu eingesetzt, Anfang und Ende des Inhalts eines versandten Chiffrats zu verschleiern. Hierdurch sollte es Kryptanalysten erschwert werden, die Position fester Begriffe – etwa der Absenders oder eine Anrede – zu erraten und mit Hilfe einer solchen „Crib“ die Nachricht zu dechiffrieren.

In der modernen Kryptographie – in der simple „Cribs“ aufgrund der Komplexität der Algorithmen keine Rolle mehr spielen – hat das Padding neben dem reinen Auffüllen zudem die Aufgabe, die Sicherheit des Algorithmus zu erhöhen:

• Im Falle von Merkle-Damgård-Hash-Funktionen – der überwiegend verwendeten Form kryptographischer Hash-Funktionen – wird das Padding dazu eingesetzt, dass sich die Klartextbits im Hash möglichst gut vermischen und Hashes ähnlicher Klartexte möglichst stark voneinander abweichen.
• Bei asymmetrischer Kryptographie, vor allem beim RSA-Kryptosystem, soll das Padding (neben einem Auffüllen auf die geeignete Größe) dem Ergebnis (z. B. dem Chiffretext oder der digitalen Signatur) eine definierte Struktur geben und so kryptanalytische Angriffe (z. B. die Manipulation der digitalen Signatur) erschweren. Um dies zu erreichen, werden zum Auffüllen konstante oder nachrichtenabhängige Bitstrings verwendet. Standards für Paddingverfahren für RSAA werden z. B. in PKCS#1 oder ISO 9796 festgelegt.

Außerhalb der Kryptographie findet man Padding bei diversen fest strukturierten Dateiformaten wie beispielsweise Grafikdateien, sowie allgemein (also sowohl in Dateien als auch im Arbeitsspeicher des Computers) in diversen Datenstrukturen, die Regeln solcher Art erfüllen müssen, beispielsweise Beginn neuer Elemente immer nur an geraden oder durch vier teilbaren Adressen.

[Bearbeiten] Quellen

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