Berlin-Brandenburger Graduiertenkolleg

Datenschutz und Sicherheit
Dienstbasierte IT-Architekturen wie ASP (Application Service
Provider) oder Webdienste (Web Services) gewinnen in
der modernen Unternehmenspraxis zunehmend an Bedeutung.
Derartige Architekturen sind insbesondere auch für
kleine und mittelständische Unternehmen von Interesse, da
sie es ermöglichen, komplexe IT-Anwendungen zu nutzen,
ohne diese lokal installieren zu müssen. Die Kehrseite dieser
Architekturen ist, dass die – potenziell vertraulichen –
Daten des Nutzers dem Dienstanbieter wenigstens kurzzeitig
zur Verfügung stehen müssen. Dies birgt naturgemäß
Risiken in sich. Während die Probleme der Zugriffskontrolle
und Kommunikationssicherheit durch Protokolle wie SSL
weitestgehend gelöst sind, sind die Daten auf dem Rechner
des Dienstanbieters a priori Angriffen ausgesetzt. Unfähige
oder korrupte Mitarbeiter des Dienstanbieters zählen hier
ebenso zu den potenziellen Gefahrenquellen wie kriminelle
Eindringlinge. Auch die potenzielle Veräußerung des
Dienstanbieters an Dritte wirft Fragen auf – zumindest nach
amerikanischem Recht gehören die bei dem angekauften
Unternehmen abgespeicherten Daten zunächst einmal dem
Käufer.
Vor diesem Hintergrund kann es nicht mehr ausreichen, die
Beziehungen zwischen Dienstanbieter und Dienstnutzer
ausschließlich auf Vertrauen basieren zu lassen. Technische
Lösungen zur Sicherung eines gewissen Niveaus an
Sicherheit und Datenschutz werden immer wichtiger. Eine
erste Lösung wurde von Rivest et al. vorgeschlagen und
von uns weiter entwickelt: die sogenannten homomorphen
Verschlüsselungsfunktionen oder Verschlüsselungshomomorphismen
(Privacy Homomorphisms, kurz PHs). PHs erlauben
bestimmte Operationen auf verschlüsselten Informationen.
Das bedeutet, dass ein Kunde einen Dienstanbieter
diese Operationen ausführen lassen kann, ohne
ihm seine Daten im Klartext anzuvertrauen. Neben der Körperarithmetik
haben wir das Suchen auf PH-verschlüsselten
Daten sowie die Operationen der relationalen Algebra betrachtet,
wobei die Grenzen dieses Ansatzes offensichtlich
wurden. Ein einleuchtendes Beispiel ist, dass ein PH nicht
ordnungserhaltend sein kann: wenn Sortieren auf verschlüsselten
Daten möglich wäre, wäre dem Server bei zwei
gegebenen verschlüsselten Objekten auch sofort klar, welches
in der gegebenen Ordnung größer ist.
Vor diesem Hintergrund ergeben sich eine Vielzahl offener
Fragen. Was ist das praktische Potenzial von PHs und was
sind die prinzipiellen Schranken? Zum Potenzial: Wo können
PHs sicher in existierenden Softwaresystemen und
Anwendungen eingesetzt werden? Wie verhalten sich die
Kosten zum Nutzen? Zu den Schranken: Wie sicher sind
aktuelle PHs oder PH-ähnliche Verfahren heute, insbesondere
diejenigen, die bereits verwendet werden? Kann die
Sicherheit dieser Verfahren verbessert werden und wenn ja,
wie? Welche Aussagen können über die Existenz oder
Nichtexistenz von PHs zu bestimmten Problemen getroffen
werden?
Ein weiteres aktuelles Forschungsthema im Bereich Datenschutz
und Sicherheit betrifft Fragen der Anonymität und
des Identitätsmanagements. Onlinehändler bewerten ihren
Bestand an Kundendaten vergleichsweise hoch, aber es
gibt zunehmend Hinweise, wonach sich Kunden aus Datenschutzbedenken
nur zögerlich auf Onlinegeschäfte einlassen.
Außerdem gibt es juristische Bedenken auf beiden Seiten.
Wir untersuchen, wie PH-ähnliche Verfahren eingesetzt
werden können, um Kundendaten und Benutzerprofile von
datenschutzrelevanten Informationen zu bereinigen, wo diese
nicht benötigt werden oder nicht erwünscht sind.
Eine Abstrahierung dieser Überlegungen führt zum Problem
der Informationsasymmetrie im Markt für netzbasierte
Dienste als ein wesentlicher Grund für das in den letzten
Jahren deutlich gewordene teilweise Marktversagen insbesondere
im ASP-Bereich. Im Bereich der Gestaltung, Darstellung
und Kommunikation netzbasierter Dienste versäumen
es Dienstanbieter oft, auf die diesbezüglichen Bedürfnisse
der Kunden in angemessener Form einzugehen. Sicherheits-
und Vertrauensattribute werden in den Leistungsbündeln
unzureichend dargestellt. Wir untersuchen
den Einsatz sogenannter Informationssubstitute (z.B. Garantien),
um Informationsasymmetrien und Transaktionskosten
in diesem Anwendungskontext signifikant zu reduzieren.
Schließlich sind in letzter Zeit mächtige Anonymisierungswerkzeuge
für Webzugriffe auf den Markt gekommen und
haben ihre Praktikabilität unter Beweis gestellt. Zu erwähnen
sind hier insbesondere die sogenannten „Mix-
Netzwerke“ (oder „Mix-Kaskaden“) im Kontext von Peer-to-
Peer (P2P) Netzwerken. Wir untersuchen die Ökonomie von
Anonymität in verschiedenen Formen der Kommunikation.
Wie können Mix-Netzwerke vermarktet werden? Und wie ist
die wirkliche Zahlungsbereitschaft von Mix-Nutzern sowie
Reaktion auf unterschiedliche Bezahlmodelle (mit wiederum
unterschiedlichen Anonymitätsstufen)? Wie können Content
Provider dazu motiviert werden, ihre Inhalte in Domänen zu
portieren, die stärker strukturiert sind als das öffentliche
Web? Ist Anonymität handelbar? Hierbei wird auch die Frage
untersucht, wie ein Peer sein Wissen über das Verhalten
seiner Tauschpartner veröffentlichen kann, ohne dass ein
anfängliches Vertrauensnetz besteht. Konkret: Gegeben ein
Netz von Peers, die alle eine eindeutige Adresse haben,
wie kann Information über das Verhalten einzelner Peers so
veröffentlicht werden, dass die Summe der subjektiven
Aussagen über Peer A dem objektiven Verhalten von A
möglichst ähnlich ist? Wir entwickeln kryptographische Protokolle
auf der Basis von verteilten Hashtabellen, analysieren
deren Sicherheit und theoretische Grenzen des Machbaren.
Beteiligte Personen
Prof. Dr. Bettina Berendt, Dipl.-Wi.-Ing. Claus Boyens,
Dipl.-Inf. Matthias Fischmann, Prof. Oliver Günther, Ph.D.,
Dr. Sarah Spiekermann, Dr. Gerrit Tamm,
Dipl.-Wi.-Ing. Max Teltzrow
6 Wirtschaftsinformatik an der HU Berlin