Softwarepraktikum/Bakkalaureatsarbeit: Verschlüsselte Lookup-Tabellen

Allgemein dient Verschlüsselung der Geheimhaltung von Information und verhindern damit u.a. effektiv die Verarbeitung von verschlüsselten Daten. Insbesondere Public-Key Verschlüsselungsverfahren erlauben jedoch häufig die Ausführung einer einzelnen Operation (etwa Multiplikation, XOR, etc.) auf einem verschlüsselten Klartext.

Solche sogenannten (gruppen-)homomorphen Verschlüsselungsverfahren werden durch die jüngst gefundenen voll-homomorphen Verschlüsselungsverfahren im Hinblick auf mehrere erlaubte Operationen verallgemeinert.

Ziel des Softwarepraktikums ist die Umsetzung eines experimentellen Prototyps, welcher auf Basis einer herkömmlichen einfachen homomorphen Verschlüsselung (etwa RSA oder ElGamal) die Berechnung beliebiger einstelliger Funktionen (mit kleinen Wertebereichen) auf verschlüsselten Klartexten erlaubt. Dies erfordert keine komplexe neue Verschlüsselungstechnik, sondern ist bereits mit einfacher Verschlüsselung (off-the-shelf) Verfahren realisierbar.

Konkret soll eine Funktion hierbei als Lookup-Tabelle ausgeführt werden, wobei die Verschlüsselung zur Verschleierung des Wertes dient, welcher in der Lookup-Tabelle gesucht werden soll.

tabelle

Der zu entwickelnde Prototyp dient dabei als Unterstützung der laufenden Forschungen am Institut für Angewandte Informatik und als Ausgangspunkt für weiterführende Betrachtungen, im Rahmen derer auch Master- oder Diplomarbeiten erstellt werden können.

Die zu erstellende Software soll folgende Aufgaben erfüllen:

  • Unterstützung des Verschlüsselungsverfahren nach ElGamal.
  • Erstellung von verschlüsselten Lookup Tabellen nach beliebiger Vorgabe von Wertepaaren durch den/die BenutzerIn.
  • Implementierung der Auswertungslogik, um verschlüsselte Werte mit Hilfe der erstellten Lookup-Tabelle in verschlüsselte Ergebniswerte zu transformieren.

Hinweis: Die Umsetzung dieser Aufgaben erfordert keine tiefgehenden Kenntnisse im Bereich der Kryptographie!

Der Kreativität bei der Umsetzung sind keine Grenzen gesetzt. Das Projekt kann als Software-Praktikum in einem Team von 1-2 Personen abgewickelt werden.

Projektverlauf und Aufgaben:

  • Einarbeitung in die Grundideen homomorpher Verschlüsselung
  • Spezifikation der Software
  • Implementierung von verschlüsselten Lookup-Tabellen

Rahmenbedingungen:

  • Projektstart:  Ab sofort!
  • Projektende:6-8 Monate nach Beginn (excl. Einarbeitungszeit)

Voraussetzungen:

  • Kenntnisse der Programmiersprache Java
  • Grundkenntnisse der Kryptologie und der linearen Algebra
  • Kreativität

Ansprechpartner und Betreuer:

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Autor:
Datum: Montag, 26. Januar 2015 18:46
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