REZEIVER - Realistische zeitbasierte Verschlüsselung
Motivation
Durch Anwendungen wie Cloud Computing, Big Data und das Internet of Things wächst die Menge digital gespeicherter Daten stetig an. Verschlüsselungsverfahren ermöglichen es, diese Daten effektiv vor unberechtigten Zugriffen zu schützen. Um einen einmal verschlüsselten Text wieder lesbar zu machen, muss dieser – mit dem richtigen Schlüssel und genügend Rechenkapazität – wieder entschlüsselt werden.
Soll die Entschlüsselung erst nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne möglich sein, kann das derzeit nur durch Hinzunahme einer dritten Partei oder durch aufwändige Berechnungen erfolgen. Solch eine zeitlich vorgegebene Mindestdauer bis zur ersten Entschlüsselung kann verwendet werden, um Geheimnisse "in die Zukunft" zu schicken. Ähnlich wie bei einer Briefwahl werden Informationen wie die Wählerstimmen erst zu einem bestimmten Zeitpunkt zugänglich.
2015 wurde erstmals ein neues Konzept vorgestellt, das zeitbasierte Verschlüsselung ohne die Nachteile der klassischen Verfahren ermöglicht. Die Grundidee hinter dem neuen Ansatz ist die Wiederverwendung von Zwischenergebnissen einer anderen, öffentlich durchgeführten Berechnung. Allerdings sind die neuen Konzepte für einen Praxiseinsatz noch nicht effizient genug.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Forschungsprojekts REZEIVER ist es neue, praktische Techniken und Algorithmen zu entwickeln, um zeitbasierte Entschlüsselung umzusetzen. Dazu werden sogenannte Block Chains genutzt: Eine ständig wachsende Liste von errechneten Datensätzen, die zum Schutz vor Manipulation und überarbeitungen in vielen, verteil- ten Datenbanken gleichzeitig gesichert sind. Diese Technologie wird derzeit beispielsweise bei Bitcoins eingesetzt. Ziel ist es, eine Nachricht so zu verschlüsseln, dass eine Block Chain mit bestimmter Länge als Schlüssel zur Entschlüsselung genutzt werden kann – ohne dass der Schlüssel zum Zeitpunkt der Verschlüsselung bekannt sein muss. Neben effizienten Verschlüsselungsverfahren werden auch alternative Berechnungsprobleme untersucht, mit denen das neue Konzept in die Praxis umgesetzt werden kann.
Innovationen und Perspektiven
Effiziente, zeitbasierte Entschlüsselungsverfahren, wie sie im Projekt REZEIVER entwickelt werden, bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Die zeitgesteuerte Veröffentlichung von Ausschreibungen oder Durchführung fairer Lotterien, Gewinnspiele und Wetten, bei denen jeder beim öffnen der Lose bzw. Wettscheine zuschauen kann. Von besonderer gesellschaftlicher Relevanz sind auch Anwendungen im Datenschutz, bei denen Daten für eine befristete Zeit geheim gehalten werden müssen, jedoch später veröffentlicht werden sollen (z. B. Daten aus Volkszählungen). Aber auch die Vertraulichkeit von Termingeschäften im Finanzwesen sowie die digitale Bereitstellung von Klausuren und Prüfungsfragen im E-Learning sind erste Ideen für Anwendungen zeitbasierter Verschlüsselung in der modernen digitalisierten Welt.
Förderung
Das REZEIVER Projekt wird im Rahmen der Förderlinie "Disruptive Innovationen für Kommunikationssysteme und IT-Sicherheit" des Förderprogramms IKT 2020 – Forschung für Innovationen durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Es umfasst eine Doktorandenstelle (4 Personenjahre) und eine Stelle für einen postdoktoralen wissenschaftlichen Mitarbeiter (2 Personenjahre). Die Projektlaufzeit ist 1.1.2017 - 31.12.2020.
