Grundlagen der Smarten Verschlüsselung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Tibor Jager
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme ; Theoretische Informatik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458551681

Das Ziel dieses Projektes ist die Schaffung der formalen Grundlagen zur Konstruktion einer neuen kryptographischen Primitive, sogenannter Smart Encryption. Smart Encryption ist eine Verallgemeinerung von klassischer Public-Key Verschlüsselung, welche weit darüber hinausgehende neue Funktionalität ermöglicht. Das Ziel von Smart Encryption ist eine Entschlüsselung einer Nachricht genau dann zu ermöglichen, wenn ein Smart Contract auf einer Blockchain erfüllt wird. Dies soll jedoch erreicht werden, ohne dass dabei Geheimnisse in der Blockchain gespeichert werden sollen. Hier können wir auf sogenannten Witness Encryption Verfahren für NP-Sprachen (Garg et al., STOC 2013) aufbauen. Die Idee ist, eine NP-Sprache zu definieren, die für die Blockchain genau dann einen Witness für ein gegebenes Statement bereitstellt, wenn der Smart Contract erfüllt ist. Dass dieser Ansatz prinzipiell umgesetzt werden kann ergibt sich aus unserer Vorarbeit (Liu et al., Designs, Codes and Cryptography, 2018), welche bereits Blockchains mit Witness Encryption Verfahren zu sogenannen Time-Lock Encryption Verfahren kombiniert. Die Herausforderung bei der Realisierung von Smart Encryption ist, dass nicht offensichtlich ist, welche Sicherheitsdefinitionen für Smart Encryption anwendbar bzw. erreichbar sind.Der erste Schritt dieses Forschungsprojektes ist daher die Entwicklung der entsprechenden Formalisierungen und Definitionen sowohl für Smart Contracts als auch der Smart Encryption. Parallel dazu werden wir Sicherheitsdefinitionen für verschiedene potenzielle Anwendungsszenarien von Smart Encryption zu entwickeln, um zu untersuchen, inwiefern Smart Encryption Verfahren hier eingesetzt werden können, um diese Anforderungen beweisbar zu erreichen. Darauf aufbauend werden wir dann erforschen, ob und wie Smart Encryption basierend auf Varianten bekannter Blockketten oder sogar mit anderen Primitiven beweisbar sicher konstruiert werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen