Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Forschungsbereich
Theoretical
Computer Science
Institut für Kryptofraphie und Sicherheit
Beweisbar sichere Public-Key-Verschlüsselung
Institut für Kryptographie und Sicherheit
Leiter: Prof. Dr. D. Hofheinz (ab 01.12.2009)
(D. Hofheinz)
Eines der Hauptanliegen der theoretischen Kryptographie ist die Konstruktion von praktikablen
Kryptosystemen, für die beweisbare Sicherheitsgarantien nachgewiesen werden
können. In diesem Projekt beschäftigen wir uns mit der Konstruktion von beweisbar sicheren
und hocheffizienten Public-Key-Verschlüsselungssystemen. Konkrete Ziele waren die
Konstruktion eines Systems, dessen Sicherheit beweisbar auf der Schwierigkeit beruht,
große Zahlen in ihre Primteiler zu zerlegen. Im Laufe des Projektes konnten wir hierbei
das erste derartige System konstruieren.
Zentral im Projekt ist die Konstruktion von Public-Key-Systemen mit besonderen
Sicherheitsmerkmalen. Hierzu zählt etwa Sicherheit gegen einen adaptiven Angreifer (der
aktiv Chiffrate öffnen lassen darf) und Sicherheit bei Verschlüsselung schlüsselabhängiger
Nachrichten (also etwa bei Verschlüsselung des geheimen Schlüssels selbst).
Herkömmliche Analysen betrachten etwa den Fall schlüsselabhängiger Nachrichten nicht,
obwohl in einigen praxisrelevanten Szenarien (wie dem "Hibernieren" eines Windows-
Systems) genau solche Fälle eintreten. Im Laufe des Projektes konnten wir effiziente
Systeme angeben, die Sicherheit gegen adaptive Angreifer und schlüsselabhängige
Nachrichten garantieren.
Automatisierbare Beweise
(D. Hofheinz)
Kryptographische Sicherheitsbeweise für praxisnahe Systeme sind durch ihre schiere
Komplexität überaus fehleranfällig. Einen Ausweg bieten maschinengestützte
Sicherheitsbeweise. Hierbei wird ein vereinfachter und idealisierter Sicherheitbeweis durch
ein symbolisches Beweissystem automatisch generiert oder zumindest maschinengestützt
nachvollzogen. Durch die formale Behandlung werden Beweisfehler nahezu ausgeschlossen;
allerdings sind momentan nur vereinfachte Beweise für symbolische Beweissysteme
zugänglich. Konkretes Arbeitsziel dieses Projekts ist deshalb die Behandlung der Soundness
symbolischer Beweise, also der Zusammenhang zwischen vereinfachten und realistischen
Sicherheitsaussagen und -beweisen. Im Verlauf des Projektes konnten wir das erste
Soundness-Theorem für eine besonders populäre und gut untersuchte symbolische
Vereinfachung realer Protokolle (den applied pi-calculus) angeben.
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