Beweisbar sicheres Mehrspielersignieren in realistischen Angriffsmodellen

• Antragsteller: Dr. Julian Henry Loss
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme ; Theoretische Informatik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 507237585

Digitale Signaturen sind ein wesentlicher Bestandteil moderner Kryptographischer Systeme. In einem digitalen Signaturverfahren erhält eine signierende Partei P einen geheimen Schlüssel sk mit dem sie eine digitale Signatur s auf einer beliebigen Nachricht m erzeugen kann. Anschließend kann die Korrektheit der Signatur s mittels eines zu sk passenden Schlüssels pk effizient überprüft werden. Die wichtigste Eigenschaft eines digitalen Signaturverfahrens ist seine Unfälschbarkeit: Solange sk geheim bleibt, sollte es effizient nicht möglich sein, eine Signatur s auf einer Nachricht m zu erzeugen (außer für P selbst). Eine besonders nützliche Eigenschaft eines digitalen Signaturverfahrens besteht darin, dass mehrere Parteien eine kompakte Signatur s auf einer Nachricht m erzeugen können. Kompakt in diesem Zusammenhang bedeutet, dass s nicht größer sein sollte, wie wenn eine Partei P die Signatur alleine erzeugt. Digitale Signaturverfahren mit dieser Eigenschaft haben wichtige Anwendungen. Beispiele hierfür sind effiziente Speicherplatznutzung oder sichere Erzeugung von Zufallszahlen. Das Ziel dieses Projekts ist die Erforschung der Sicherheitsgarantien solcher Verfahren unter realistischen Bedingungen. Trotz einer Vielzahl von Arbeiten auf diesem Gebiet haben die meisten Konstruktionen digitaler Signaturverfahren mit Mehrspielererzeugung einer Signatur keine ausreichenden Sicherheitseigenschaften in realistischen Sicherheitsmodellen. Manche Verfahren basieren auf starken kryptographischen Komplexitätsannahmen oder stark idealisierten Annahmen hinsichtlich der zugrundeliegenden Netzwerkeigenschaften des Systems. Weitere existierende Verfahren betrachten eigenschränkte und unrealistische Gegnermodelle. Ziele dieses Projektes sind: (1) die Erforschung der Theorie digitaler Signaturverfahren mit Mehrspielererzeugung einer Signatur, (2) neue Verfahren mit verbesserten Sicherheitseigenschaften und verbesserter Effizienz und (3) formale Beweise für neue und bekannte Verfahren in realistischen formalen Sicherheitsmodellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen