Symmetrische Chiffren für neuartige Anwendungen

• Antragsteller: Professor Dr. Gregor Leander
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326921743

Heutzutage benutzt jeder, meistens völlig unbemerkt, täglich mehrmals kryptographische Algorithmen. Neben dem klassischen browsen im Internet, seien hier das Abheben von Geld am Automaten, telefonieren mit dem Mobiltelefon, oder das Öffnen des Autos per Funk genannt.Unter allen kryptographischen Lösungen, die wir heutzutage zu Verfügung haben, sind die sogenannten symmetrischen Verfahren die bei weitem effizientesten. Symmetrisch bezieht sich hierbei darauf, dass Sender und Empfänger den gleichen (geheimen) Schlüssel besitzen müssen. Diese Feststellung gilt für praktisch jeden sinnvollen Effizienzbegriff, sei es Durchsatz, Latenzzeit oder Chip-Größe. Symmetrische Verfahren sind hier meistens um Größenordnungen performanter. Auch aus diesem Grund wird der Großteil unserer sensiblen Daten mit symmetrischen kryptographischen Verfahren abgesichert.Neben der sogenannten Lightweight Cryptography, die im wesentlichen kryptographische Algorithmen zugeschnitten auf stark Ressourcen-beschränkte Geräte bezeichnet, zeichnet sich ein weiteres Gebiet ab, auf dem symmetrische Verfahren eine wichtige Rolle in der Zukunft spielen werden. Hierbei geht es um sehr mächtige kryptographische Funktionalitäten, wie Fully Homomorphic Encryption Schemes (FHE), Multi-Party Computation (MPC) oder Zero-Knowledge Beweise. Diese Werkzeuge erlauben, im Prinzip, sehr weitreichende, neue Anwendungen. Allerdings gibt es etliche Einschränkungen, da die Verfahren in der Praxis noch deutlich zu kostenintensiv sind. Interessanterweise unterscheiden sich die Anforderungen für effiziente symmetrische Kryptographie im Kontext von FHE und MPC deutlich von herkömmlichen Anforderungen, und so ist es nicht verwunderlich, das neue Verfahren deutliche effizienzgewinne ermöglichen. Ziel des Projekts ist es, auf der einen Seite die Sicherheit neu vorgeschlagener symmetrischer Chiffren genauestens zu untersuchen und auf der anderen Seite, in einem zweiten Schritt, die gewonnenen Erkenntnisse in das Design verbesserter, sicherer und effizienter Verfahren fliesen, die den Ansprüchen der neuen Anwendungen gerecht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen