Was bedeutet es, dass ein Verschlüsselungsalgorithmus "sicher" ist? Welche Eigenschaften erwarten wir von einer digitalen Signatur? Obwohl es relativ leicht gelingt, intuitive Antworten auf Fragen wie diese zu finden, ist es wichtig - und oft nicht trivial - ihnen einen formalen Rahmen zu geben. Nur über präzise und international einheitliche Definitionen werden Sicherheitsaussagen vergleichbar und können mit der gewünschten mathematischen Genauigkeit bewiesen werden.

Um zu einer vernünftigen Sicherheitsaussage zu kommen ist es allerdings auch notwendig, den Bezug zwischen dem gewählten formalen Modell und der realen Anwendung zu überprüfen. Ein für die Anwendung unzureichendes Modell lässt Raum für potentielle Sicherheitslücken. Beispielsweise genügt es nicht, wenn ein elektronisches Wahlverfahren Geheimhaltung der abgegebenen Stimmen und Korrektheit des Auszählungsergebnisses garantiert. Um Stimmenkauf und Erpressung zu verhindern, darf auch kein Wähler Informationen erhalten, mit welcher er einer dritten Partei beweisen könnte, wie er gewählt hat.

Ein Teil der Forschungsarbeit am IKS besteht in der Untersuchung der Unterschiede bestehender Sicherheitsbegriffe, sowie deren Vereinheitlichung und Erweiterung für neuartige Anwendungen. Im Rahmen von KASTEL untersuchen wir ferner gemeinsam mit anderen Instituten die Formalisierung von Sicherheitseigenschaften, die keinen direkten Bezug zur Kryptographie (im klassischen Sinne) haben. Exemplarisch seien hier Verfügbarkeitsanforderungen an Server in Netzwerken oder Privacy-Eigenschaften von Datenbanken genannt.

Des Weiteren beschäftigt sich Forschung auf dem Gebiet der formalen Sicherheitsmodelle mit der Frage, ob und wie sich Aussagen über die Sicherheit für Kompositionen von Systemen, die für sich allein genommen sicher sind, machen lassen. Unsere Vision ist es, den Aufwand zum Nachweis von Sicherheitseigenschaften so weit zu drücken, dass das Führen eines Sicherheitsbeweises für jede kritische Softwarekomponente bzw. jedes kritische Protokoll zur Selbstverständlichkeit wird. Oben genannte Kompositionsaussagen und computergestützte Sicherheitsbeweise (siehe auch Symbolische Kryptographie) sind zwei Bausteine auf dem Weg zu diesem Ziel.

Ansprechpartner

• Florian Böhl
• Nico Döttling
• Daniel Kraschewski