CADL: Rechenschaftspflichtige Distributed Ledger - ein modularer Ansatz

• Antragsteller: Professor Dr. Ralf Küsters
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 459731562

Blockchains haben sich von anfänglich einfachen Kryptowährungen zu verteilten Mehrzweck-Plattformen – sogenannten Distributed Ledger Technologien (DLTs) – entwickelt. Banken und Industrie erforschen und nutzen die Vorzüge von DLTs, wie z.B. Transparenz, Automatisierung und Sicherheitseigenschaften. Es gibt eine Vielzahl an verschiedenen DLTs, die mit vielen Prinzipien der traditionellen Blockchains gebrochen haben. Diese DLTs lösen oft Probleme der frühen Blockchain-Generationen, wie aufwendiger Konsensus und fehlender Datenschutz.Die Sicherheitsforschung zu DLTs konnte mit dieser Entwicklung jedoch nicht Schritt halten, sondern hat sich bisher auf traditionelle Blockchains, z.B. Bitcoin, konzentriert. Während deshalb Sicherheitseigenschaften von Blockchains gut erforscht und verstanden sind, wurde die größere Klasse der DLTs dagegen weitgehend ignoriert und Forschungsergebnisse lassen sich oft nicht auf diese Klasse übertragen. Insbesondere wurde der wichtige Sicherheitsbegriff der Rechenschaftspflicht (oder auch Accountability) – ein bekannter Begriff in der Kryptographie – für DLTs bisher nicht untersucht. Accountability erlaubt es, unehrliche Parteien innerhalb eines Systems unbestreitbar zu identifizieren. Solche Parteien können somit zur Rechenschaft gezogen werden. Zudem dient Acccountability der Abschreckung, so dass Fehlverhalten gleich vermieden wird. Viele DLTs werben damit, dass sie Accountability gewährleisten – Accountability ist jedoch bisher für keine DLT formalisiert und bewiesen worden. Auch existiert aktuell keine Möglichkeit, Accountability für DLTs in modularen Sicherheitsanalysen zu nutzen. Das ist jedoch notwendig, um komplexe DLT-basierte Systeme zu entwerfen und deren Sicherheit zu analysieren.Das Ziel dieses Projektes ist es, diese offenen Probleme zu bearbeiten und zu lösen. Accountability soll für DLTs formalisiert werden und es sollen Werkzeuge für den modularen Entwurf und die modulare Sicherheitsanalysen von Blockchains und DLTs und deren Accountability-Eigenschaften entwickelt werden. Diese Werkzeuge sollen so flexibel sein, dass sie ein breites Spektrum an DLTs und Sicherheitsaspekten abdecken können.Um die Nutzung dieser Werkzeuge zu demonstrieren, soll erstmalig ein beweisbar sicheres elektronisches schwarzes Brett (Bulletin Board), welches Accountability gewährleistet, konstruiert werden. Die Konstruktion ist dabei DLT-basiert und modular. Derartige Bulletin Boards sind essenziell in vielen Anwendungsfeldern, z.B., elektronische Wahlen, Auktionen und Multi-Party-Computation.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen