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Kryptografie: Der heilige Gral der Informatik

Kann man ein Computerprogramm so verschleiern, dass sich dessen Funktionsweise nicht vorhersagen lässt? Forscherteams der Mathematik und Informatik haben sich dieser anspruchsvollen Aufgabe gestellt - und dabei eine Methode gefunden, an die keiner mehr geglaubt hatte.
Allgegenwärtige Informatik

Softwarehersteller sind seit jeher daran interessiert, Programme zu entwickeln, die ein Computer zwar ausführen kann, deren genaue Funktionsweise aber nicht direkt ersichtlich ist. Das hat verschiedene Gründe: Einerseits verhindert man, dass die Konkurrenz die Software kopiert und in ihr eigenes Produkt einbaut. Andererseits können Kriminelle sie nicht manipulieren und so beispielsweise einen Kopierschutz umgehen.

Daher haben Programmiererinnen und Programmierer schon zahlreiche Methoden entwickelt, um Algorithmen zu verschleiern, ohne ihre Funktionalität zu verändern. Das Vorgehen ist als Obfuskation bekannt. Auch in der Kryptografie erweist sich die Technik als überaus nützlich, da man auf diese Weise Geheimnisse in öffentlicher Software verstecken kann. Damit lassen sich zahlreiche kryptografische Probleme elegant lösen.

Ein sicheres Verfahren, das für alle Arten von Programmen zuverlässig funktioniert, war lange außer Reichweite. Viele bezweifelten sogar, dass ein solches überhaupt existiert. Doch das hat sich nun geändert: In einer 2020 erschienenen Forschungsarbeit ist es den Informatikern Aayush Jain und Amit Sahai von der University of California in Los Angeles zusammen mit ihrer Kollegin Huijia Lin von der University of Washington gelungen, eine allgemeingültige Verschleierung zu finden, die nachweislich sicher ist …

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  • Quellen

Ananth, P. et al.: Indistinguishability Obfuscation Without Multilinear Maps: New Paradigms via Low Degree Weak Pseudorandomness and Security Amplification. Advances in Cryptology 11694. Springer, Cham, 2019

Barak, B. et al.: On the (im)possibility of obfuscating programs. Advances in Cryptology 2139. Springer, Berlin, Heidelberg, 2001

Diffie, W., Hellman, M.: New directions in cryptography. IEEE Transactions on Information Theory 22, 1976

Garg, S. et al.: Candidate Indistinguishability Obfuscation and Functional Encryption for all Circuits. IEEE 54th Annual Symposium on Foundations of Computer Science, Berkeley, CA, USA, 2013

Jain, A. et al.: Indistinguishability Obfuscation from Well-Founded Assumptions. Proceedings of the 53nd Annual ACM SIGACT Symposium on Theory of Computing (STOC), 2021