005.82 elektronischer Fingerabdruck, elektronische Unterschrift, Krytoanalyse, Identitätsverwaltung
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Die vorliegende Bachelorarbeit widmet sich dem Entwurf und der prototypischen Implementierung einer Teilnehmeridentifikationsmethode für LabCon, ein Nutzerverwaltungssystem für Online-Praktika. Der Fokus liegt auf dem Einsatz von Digital Fingerprinting, einer Technologie, die durch die Extraktion charakteristischer Merkmale der Browser und der Geräte von Nutzern eine eindeutige Identifikation ermöglicht.
In Zeiten, in denen Unternehmen rechenintensive Anwendungen auf externe Server auslagern, gewinnt Cloudcomputing immer mehr an Bedeutung. Das Problem dabei ist, um Operationen auf herkömmlichen, verschlüsselten, ausgelagerten Daten ausführen zu können, müssen diese zuerst entschlüsselt werden. Vertrauliche Daten liegen in dem Zeitraum der Bearbeitung unverschlüsselt vor, was zu einem Datenschutz- und Sicherheitsproblem führt. Dieses Problem kann durch vollständig homomorphe Verschlüsselungen gelöst werden. Diese moderne Verschlüsselungstechnik erlaubt das Ausführen von Operationen auf verschlüsselten Daten und wird in dieser Arbeit grundlegend vorgestellt. Weiterhin werden Bibliotheken, die homomorphe Verschlüsselungen implementieren, vorgestellt und mittels Benchmarking miteinander verglichen. Anschließend wird ein Anwendungsbeispiel formuliert, das die Vor- und Nachteile homomorpher Verschlüsselungen simulieren soll. Die Implementierung des Anwendungsbeispiels erfolgt mithilfe der im Benchmarking ermittelten leistungsstärksten Bibliothek - der Microsoft SEAL Bibliothek. Mit den in dieser Arbeit erlangten Erkenntnissen soll der Einstieg in die komplexe Thematik der homomorphen Verschlüsselungen vereinfacht werden und gleichzeitig zur Auseinandersetzung mit dieser Verschlüsselungsmethodik angeregt werden.
Die Arbeit gibt eine Einführung in Schnorr-Multisignaturen im Kontext des Taproot-Updates, wie es im Bitcoin Improvement Proposal (BIP) Nr. 340 vorgeschlagen wird. Schnorr-Multisignaturen bieten einen effizienten und sicheren Weg für mehrere Parteien, gemeinsam eine einzige Signatur zu erstellen, die ihre gemeinsame Zustimmung repräsentiert. Das Taproot-Update zielt darauf ab, die Privatsphäre, Skalierbarkeit und Flexibilität des Bitcoin-Protokolls durch die Einführung von Schnorr-Multisignaturen als zentrales Element zu verbessern. Die Arbeit beginnt mit einem Überblick über die Grundlagen digitaler Signaturen und zeigt die Schwächen bestehender Signaturschemata in Bitcoin auf. Anschließend werden die theoretischen und mathematischen Grundlagen von Schnorr-Multisignaturen untersucht, einschließlich ihrer Konstruktion, Sicherheitseigenschaften und Vorteile gegenüber traditionellen Schemata. Die Bedeutung des Taproot-Updates für das Bitcoin-Netzwerk wird diskutiert und hervorgehoben, wie das Update die Effizienz von Transaktionen und den Schutz der
Privatsphäre verbessern kann. Die Einführung von Schnorr-Signaturen im Bitcoin Core war ein wichtiger Schritt. Signaturen sind häufig Angriffen ausgesetzt, weshalb weitere Anpassungen wie die Implementierung von MuSig2 sinnvoll sind. Nach der Effizienzsteigerung sollte der Fokus nun verstärkt auf die Sicherheit gelegt werden.
Analyse dezentraler Identifikation mittels Sidetree-Protokolls, am Beispiel von Microsoft ION
(2021)
This master thesis deals with the field of decentralized identification, using the example of the Microsoft Identity Overlay Network (ION). In the introduction, basic terms such as identity and identification are described. A special emphasis is placed on the explaining of the principle of decentralized identifiers (DIDs) and the SSI concept. ION is an implementation of the Sidetree protocol and uses its core components. This is the reason why more details and special parts of Sidetree are described in the methods chapter. Afterwards the ION history and network topology is typify more in detail. An ION node will be installed and operated on top of the Bitcoin blockchain. The installation process and the problems that arise are recorded. Then the ION tools (a programming library and its values) will be explained and the example program code is shown. As a practical addition of the ION tools, a verifiable credential solution is scripted. This solution shows the creation of ION-DID and the signature options of these identifiers. In the results chapter the knowledge acquired via the decentralized identification is evaluated. A theoretical security analysis for ION is implemented. Furthermore, a list of the currently possible uses for the network is enumerated. A discussion is initiated that compares the advantages and disadvantages of ION. The thesis ends with a conclusion and an outlook for ION and decentralized identification.
Fake News und Betrugsschemata sind heutzutage ein allgegenwärtiger Bestandteil des Internets. Erfahrene Nutzer haben gelernt damit umzugehen und Richtiges von Falschem zu unterscheiden. Doch auch die erfahrensten Benutzer des Internets können von geschickten Hochstaplern und Betrügern manipuliert werden. Die Betreiber der sozialen Medien, können und wollen oftmals nicht für die Sicherheit ihrer Nutzer garantieren, weswegen ein Ansatz benötigt wird, welcher diese Betreiber ablöst. Nachdem Non-Fungible Tokens gezeigt haben, wie digitales Eigentum implementiert werden kann, zeigen sogennante Soulbound Tokens, wie digitales Vertrauen im Internet existieren kann. Diese Art von Tokens sind nicht transferierbar und für immer an ihren Besitzer gebunden, wodurch diverse, digitale Persönlichkeiten entstehen können, deren Glaubwürdigkeit von Soulbound Tokens bewiesen wird. Decentralized Reputation (DeRep) beschreibt dabei eine Reputationsplattform, auf welcher Benutzer Soulbound Tokens als Bewertung für andere Nutzer ausstellen können. Zusammen mit weiteren Funktionen, wie einem Bewertungsalgorithmus für die Profile der Nutzer, wird veranschaulicht, wie Reputation mithilfe von Soulbound Tokens generiert werden kann und welche Herausforderung dabei entstehen.
Probabilistic Micropayments
(2022)
Probabilistic micropayments are important cryptography research topics in electronic commerce. The Probabilistic micropayments have the potential to be researched in order to obtain efficient algorithms with low transaction costs and high speeding computer power. To delve into the topic, it is vital to scrutinize the cryptographic preliminaries such as hash functions and digital signatures. This thesis investigates the important probabilistic methods based on a centralized or decentralized network. Firstly, centralized networks such as lottery-based tickets, Payword, coin-flipping, and MR2 are described, and an approach based on blind signatures is also discussed. Then, decentralized network methods such as MICROPAY3, a transferable scheme on the blockchain network, along with an efficient model for cryptocurrencies, are explained. Then we compare the different probabilistic micropayment methods by improving their drawback with a new technique. To set the results from the theoretical analysis of different methods into some context, we analyze the attacks that reduce the security and, therefore, the system’s efficiency. Particularly, we discuss various methods for detecting double-spending and eclipse attacks occurrence
Fermat proposed fermat’s little theorem in 1640, but a proof was not officially published until 1736. In this thesis paper, we mainly focus on different proofs of fermat’s little theorem like combinatorial proof by counting necklaces, multinomial proofs, proof by modular arithmetic, dynamical systems proof, group theory proof etc. We also concentrate on the generalizations of fermat’s little theorem given by Euler and Laplace. Euler was the first scientist to prove the fermat’s little theorem. We will also go through three different proofs given by Euler for fermat’s little theorem. This theorem has many applications in the field of mathematics and cryptography. We focus on applications of fermat’s little theorem in cryptography like primality testing and publickey cryptography. Primality test is used to determine if the given number n is a prime number or composite number. In this paper, we also concentrate on fermat primality test and Miller-Rabin primality test, which is an extension of fermat primality test. We also discuss the most widely used public-key cryptosystem i.e, the RSA Algorithm, named after its developers R. Rivest, A. Shamir, and L. Adleman. The algorithm was invented in 1978 and depends heavily on fermat’s little theorem.
The emerging Internet of Things (IoT) technology interconnects billions of embedded devices with each other. These embedded devices are internet-enabled, which collect, share, and analyze data without any human interventions. The integration of IoT technology into the human environment, such as industries, agriculture, and health sectors, is expected to improve the way of life and businesses. The emerging technology possesses challenges and numerous
security threats. On these grounds, it is a must to strengthen the security of IoT technology to avoid any compromise, which affects human life. In contrast to implementing traditional cryptosystems on IoT devices, an elliptic curve cryptosystem (ECC) is used to meet the limited resources of the devices. ECC is an elliptic curve-based public-key cryptography which provides equivalent security with shorter key size compared to other cryptosystems such as Rivest–Shamir–Adleman (RSA). The security of an ECC hinges on the hardness to solve the elliptic curve discrete logarithm problem (ECDLP). ECC is faster and easier to implement and also consumes less power and bandwidth. ECC is incorporated in internationally recognized standards for lightweight applications due to the
benefits ECC provides.
Workload Optimization Techniques for Password
Guessing Algorithms on Distributed Computing Platforms
(2019)
The following thesis covers several ways to optimize distributed computing platforms for cryptanalytic purposes. After an introduction on password storage, password guessing attacks and distributed computing in general, a set of inital benchmark results for a variety of different devices will be analyzed. The shown results are mainly based on utilization of the open source password recovery tool Hashcat. The second part of this work shows an algorithmic implementation for information retrieval and workload generation. This thesis can be used for the conception of a distributed computing system, inventory analysis of available hardware devices, runtime and cost estimations for specific jobs and finally strategic workload distribution.
Digitaler Fingerabdruck PC
(2017)
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Grundlagenentwicklung zur Erzeugung digitaler Fingerabdrücke eines PC Nutzers. Über eine Herleitung durch digitale Spuren werden Features identifiziert, die durch einen Nutzer am PC individualisiert werden können. Mit Hilfe eines selbstentwickelten Demonstrators werden diese erhoben und anschließend mögliche Vergleichsprozesse vorgestellt.
