Increasing the Legal Probative Value of Cryptographically Private Malleable Signatures

Die Arbeit befasst sich mit der Erarbeitung von technischen Vorgaben und deren Umsetzung in kryptographisch sichere Verfahren von datenschutzfreundlichen, veränderbaren digitalen Signaturverfahren (private malleable signature schemes oder MSS) zur Erlangung möglichst hoher rechtlicher Evidenz. Im Recht werden bestimmte kryptographische Algorithmen, Schlüssellängen und deren korrekte organisatorische Anwendungen zur Erzeugung elektronisch signierter Dokumente als rechtssicher eingestuft. Dies kann zu einer Beweiserleichterung mithilfe signierter Dokumente führen. So gelten nach Verordnung (EU) Nr. 910/2014 (eIDAS) qualifiziert signierte elektronische Dokumente entweder als Anscheinsbeweis der Echtheit oder ihnen wird gar eine gesetzliche Vermutung der Echtheit zuteil. Gesetzlich anerkannte technische Verfahren, die einen solch erhöhten Beweiswert erreichen, erfüllen mithilfe von Kryptographie im wesentlichen zwei Eigenschaften: Integritätsschutz (integrity), also die Erkennung der Abwesenheit von unerwünschten Änderungen und die Zurechenbarkeit des unveränderten Dokumentes zum Signaturersteller (accountability). Hingegen ist der größte Vorteil veränderbarer digitaler Signaturverfahren (MSS) die „privacy“ genannte Eigenschaft: Eine autorisierte Änderung verbirgt den vorherigen Inhalt. Des Weiteren bleibt die Signatur solange valide wie ausschliesslich autorisierte Änderungen vorgenommen werden. Wird diese Eigenschaft kryptographisch nachweislich sicher erfüllt, so spricht man von einem private malleable signature scheme. In der Arbeit werden zwei verbreitete Formen, die sogenannten redactable signature schemes (RSS) und die sanitizable signature schemes (SSS), eingehend betrachtet. Diese erlauben vielfältige Einsatzmöglichkeiten, zum Beispiel eine autorisierte spätere Veränderung zur Wahrung von Geschäftsgeheimnissen oder zum Datenschutz: Der Unterzeichner delegiert so beispielsweise über ein private redactable signature scheme nur das nachträgliche Schwärzen (redaction). Dies schränkt die Veränderbarkeit auf das Entfernen von Informationen ein, erlaubt aber wirksam die Wahrung des Datenschutzes oder den Schutz von (Geschäfts)geheimnissen indem diese Informationen irreversibel für Angreifer entfernt werden. Die kryptographische privacy Eigenschaft besagt, dass es nun nicht mehr effizient möglich ist, aus dem geschwärzten Dokument Wissen über die geschwärzten Informationen zu erlangen, auch und gerade nicht für den Signaturprüfer. Die Arbeit geht im Kern der Frage nach, ob ein MSS sowohl die kryptographische Eigenschaft „privacy“ als auch gleichzeitig die Eigenschaften „integrity“ und „accountability“ mit ausreichend hohen Sicherheitsniveaus erfüllen kann. Das Ziel ist es, dass ein MSS gleichzeitig ein solch ausreichend hohen Grad an Sicherheit erfüllt, dass (1) die autorisierten nachträglichen Änderungen zum Schutze von Geschäftsgeheimnissen oder personenbezogenen Daten eingesetzt werden können, und dass (2) dem Dokument, welches mit dem speziellen Signaturverfahren signiert wurde, ein erhöhter Beweiswert beigemessen werden kann. In Bezug auf letzteres stellt die Arbeit sowohl die technischen Vorgaben, welche für qualifizierte elektronische Signaturen (nach Verordnung (EU) Nr. 910/2014) gelten, in Bezug auf die nachträgliche Änderbarkeit dar, als auch konkrete kryptographische Eigenschaften und Verfahren um diese Vorgaben kryptographisch beweisbar zu erreichen. Insbesondere weisen veränderbare Signaturen (MSS) einen anderen Integritätsschutz als traditionelle digitale Signaturen auf: Eine signierte Nachricht darf nachträglich durch eine definierte dritte Partei in einer definierten Art modifiziert werden. Diese sogenannte autorisierte Änderung (authorized modification) kann auch ohne Kenntnis des geheimen Signaturschlüssels des Unterzeichners durchgeführt werden. Bei der Verifikation der digitalen Signatur durch den Signaturprüfer bleibt der ursprüngliche Signierende und dessen Einwilligung zur autorisierten Änderung kryptographisch verifizierbar, auch wenn autorisierte Änderungen vorgenommen wurden. Die Arbeit umfasst folgende Bereiche: 1. Analyse der Rechtsvorgaben zur Ermittlung der rechtlich relevanten technischen Anforderungen hinsichtlich des geforderten Integritätsschutzes (integrity protection) und hinsichtlich des Schutzes von personenbezogenen Daten und (Geschäfts)geheimnissen (privacy protection), 2. Definition eines geeigneten Integritäts-Begriffes zur Beschreibung der Schutzfunktion von existierenden malleable signatures und bereits rechtlich anerkannten Signaturverfahren, 3. Harmonisierung und Analyse der kryptographischen Eigenschaften existierender malleable signature Verfahren in Hinblick auf die rechtlichen Anforderungen, 4. Entwicklung neuer und beweisbar sicherer kryptographischer Verfahren, 5. abschließende Bewertung des rechtlichen Beweiswertes (probative value) und des Datenschutzniveaus anhand der technischen Umsetzung der rechtlichen Anforderungen. Die Arbeit kommt zu dem Ergebnis, dass zunächst einmal jedwede (autorisierte wie auch unautorisierte) Änderung von einem kryptographisch sicheren malleable signature Verfahren (MSS) ebenfalls erkannt werden muss um Konformität mit Verordnung (EU) Nr. 910/2014 (eIDAS) zu erlangen. Eine solche Änderungserkennung durch die der Signaturprüfer, ohne Zuhilfe weiterer Parteien oder Geheimnisse, die Abwesenheit von autorisierten und unautorisierten Änderungen erkennt wurde im Rahmen der Arbeit entwickelt (non-interactive public accountability (PUB)). Diese neue kryptographische Eigenschaft wurde veröffentlicht und bereits von Arbeiten Anderer aufgegriffen. Des Weiteren werden neue kryptographische Eigenschaften und redactable signature und sanitizable signature Verfahren vorgestellt, welche zusätzlich zu dieser Änderungerkennung einen starken Schutz gegen die Aufdeckung des Orginals ermöglichen. Werden geeignete Eigenschaften erfüllt so wird für bestimmte Fälle ein technisches Schutzniveau erzielt, welches mit klassischen Signaturen vergleichbar ist. Damit lässt sich die Kernfrage positiv beantworten: Private MSS können ein Integritätsschutzniveau erreichen, welches dem rechtlich anerkannter digitaler Signaturen technisch entspricht, aber dennoch nachträgliche Änderungen autorisieren kann, welche einen starken Schutz gegen die Wiederherstellung des Orginals ermöglichen.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Passau

Year

2018

Author dc:creator

• Pöhls, Henrich C.

Contributors dc:contributor

• Posegga, Joachim
• Gollmann, Dieter
• Hornung, Gerrit

• Integrity
• Privacy
• Redactable Signature Scheme (RSS)
• Sanitizable Signature Scheme (RSS)
• eIDAS

Statement dc:rights

• Standardbedingung laut Einverständniserklärung

Repository record source_url

https://opus4.kobv.de/opus4-uni-passau/frontdoor/index/index/docId/582

OAI identifier oai:identifier

oai:kobv.de-opus4-uni-passau:582