Geheimnisse in die Zukunft schicken – Ja das geht!
Durch Anwendungen wie Cloud Computing, Big Data und das Internet of Things wächst die Menge digital gespeicherter Daten stetig. 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 bzw. 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 öffentlich durchgeführten Berechnung. Allerdings sind die neuen Konzepte für einen Praxiseinsatz noch nicht effizient genug.
Das Forschungsprojekt REZEIVER entwickelt neue, praktische Techniken und Algorithmen, um zeitbasierte Entschlüsselung umzusetzen. Dazu nutzt es sogenannte Block Chains: Eine ständig wachsende Liste von errechneten Datensätzen, die zum Schutz vor Manipulation und Überarbeitungen in vielen, verteilten Datenbanken gleichzeitig gesichert sind. Diese Technologie wird derzeit beispielsweise bei den Bitcoins eingesetzt. Ziel ist es, eine Nachricht so zu verschlüsseln, dass eine Block Chain zur Entschlüsselung genutzt werden kann – ohne dass der Schlüssel zum Zeitpunkt der Verschlüsselung bekannt sein muss.
Neben effizienten Verschlüsselungsverfahren werden auch alternative Berechnungsvarianten untersucht, mit denen das neue Konzept in die Praxis umgesetzt werden kann.
Effiziente, zeitbasierte Entschlüsselungsverfahren, wie sie im Projekt REZEIVER entwickelt werden, bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten: Die Veröffentlichung von Ausschreibungen oder die 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.