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Meister der Verschlüsselung

08.12.2006 - (idw) Technische Universität Darmstadt

Auf einen Schlag weltweit Millionen von Festplatten löschen? Eine Horrorvision für Unternehmen und Volkswirtschaften. Damit der Alptraum nie wahr wird, forscht Kryptographie-Experte Johannes Buchmann von der TU Darmstadt an digitalen Signaturen. Jetzt erhält der "Meister der Verschlüsselung" den "Karl Heinz Beckurts-Preis". Johannes Buchmann gilt in seiner Zunft international als führend.
Sein Spezialgebiet ist die Kryptographie, die Wissenschaft der
Verschlüsselung von Informationen. Jetzt erhält der Darmstädter
Informatikprofessor und Leibniz-Preisträger den mit 30.000 Euro
dotierten "Karl Heinz Beckurts-Preis".

Während sich in vergangen Jahrhunderten Kryptographen mit
Geheimschriften, und später mit mathematischen
Verschlüsselungsverfahren beschäftigten, die Kriege entscheiden
konnten, und deren Entschlüsselung manchen politischen Führer vom
Thron stieß, arbeitet Buchmann heute weniger sagenumwoben.
Kryptographie ist aber mindestens genauso lebenswichtig wie damals.
Heutzutage geht es vor allem um den Schutz digitaler Daten, von denen
jeder Mensch im Alltag, aber auch ganze Volkswirtschaften immer stärker
abhängig werden.

Buchmann, seit 2001 auch Vizepräsident der TU Darmstadt, erforscht
Möglichkeiten, solche Daten mit Hilfe von digitalen Signaturen zu
sichern. Eine digitale Signatur ist ein Verfahren, bei dem aus
beliebigen Daten - zum Beispiel einer Nachricht - eine Zahl
berechnet wird, die die Urheberschaft der Daten für jeden
nachprüfbar macht. Ein solches Verfahren beruht auf sehr komplexen,
mathematischen Sachverhalten. Durch die Bedrohungen des digitalen
Zeitalters entwickelte sich deshalb einer der theoretischsten Bereiche der
Mathematik zur gefragten Disziplin: Die Zahlentheorie. "Während meines
Studiums begann ich mich für die Zahlentheorie zu interessieren. Damals
war das noch ein recht exotisches, wenig anwendungsbezogenes Feld", sagt
Buchmann.

Weltweit auf einen Schlag Millionen von Festplatten löschen

Für das Internetzeitalter sind digitale Signaturen so wichtig wie die
eigenhändige Unterschrift. Mehr noch, Johannes Buchmann ist sich sicher:
Derjenige, der digitale Signaturen fälschen kann, ist in der Lage, auf
einen Schlag Millionen von Festplatten zu löschen. Die Authentizität
automatischer Updates von Betriebssystemen wie Windows XP oder Linux wird
nämlich durch digitale Signaturen garantiert. Sind diese erst einmal
geknackt, ist es möglich, den Computer von außen so zu manipulieren, dass
er statt neuer Treiberversionen zu laden, schlicht den Befehl "Format C:"
ausführt. "Es geht mir in meiner Arbeit nicht um Panikmache", betont
Buchmann. "Die Signaturverfahren, die heute existieren, sind bereits
extrem sicher. Aber wir brauchen dennoch neue Methoden, um auf ein
wachsendes Sicherheitsrisiko bei steigender Abhängigkeit der Menschen von
IT-Technik adäquat reagieren zu können."

Sichere Verschlüsselung von der Forschung bis zur Anwendung

Johannes Buchmann war schnell klar, dass es mit der Erforschung
alternativer Signaturverfahren nicht getan ist. Werden
Signaturverfahren unsicher, ist das ein "Supergau", der extreme
Reaktionszeiten erfordert. Aus diesem Grund begann Buchmann das
Projekt FlexiPKI. Unsichere Komponenten von Signaturverfahren können mit
diesem Verfahren leicht ausgetauscht werden, ohne den laufenden Betrieb zu
stören. 2003 führte die Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post
seine Software "FlexiTrust", die solch einen schnellen Austausch
unterstützt, in Kooperation mit Buchmanns Start-Up FlexSecure GmbH,
T-Systems und dem Deutschen Zentrum für Künstliche Intelligenz ein.
Seitdem sichert sie alle qualifizierten Signaturen in Deutschland. Auch
das Bundesamt für die Sicherheit in der Informationstechnik verwendet
"FlexiTrust" für die Zertifizierung des neuen deutschen Reisepasses. Auf
einem Chip im Einband der Pässe wird künftig ein digitales Bild des
Inhabers gespeichert. Das Bild wird durch eine elektronische Unterschrift
vor Veränderungen geschützt.

"Eigentlich wollte ich Lehrer werden"

Lange bevor digitale Signaturen eine solch eminent praktische
Bedeutung bekamen, beschäftigte sich Buchmann mit ihrer Sicherheit.
Er erkannte, dass RSA, das wichtigste Signaturverfahren, keineswegs
eine Garantie für Sicherheit ist. Eine einzige geniale mathematische Idee
kann alle digitalen Signaturen dieser Welt unsicher machen. Diese wichtige
Erkenntnis weckte Buchmanns wissenschaftliches Interesse. Seither dreht
sich bei dem 53-jährigen alles um Erfindung, Erforschung und
Implementierung alternativer Signatur-und Verschlüsselungsverfahren.
"Eigentlich wollte ich einmal Lehrer werden. Aber das bin ich ja auch an
der Universität", erzählt Buchmann. Der Informatikprofessor lockt
mittlerweile Studenten aus der ganzen Welt nach Darmstadt. Sein
Grundlagenwerk "Einführung in die Kryptographie" ist in viele Sprachen,
zuletzt sogar in Farsi, übersetzt worden. Für seine Arbeiten zur
algorithmischen Zahlentheorie und Kryptographie erhielt er 1993 den
Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft. 2006
wurde Buchmann in die Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften
gewählt. Der Kurt Beckurts-Preis, den er heute in der Münchener Residenz
erhält, ist für ihn trotz vieler Ehrungen der Vergangenheit etwas
besonders: "Der Preis zeigt: Aus meiner Wissenschaft wurde etwas wirklich

Praktisches", sagt Buchmann.

Die Karl Heinz Beckurts-Stiftung wurde 1987 von der heutigen Hermann von
Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren gegründet, um den
Forscher und Manager Karl Heinz Beckurts, der 1986 einem Terroranschlag
zum Opfer gefallen ist, zu ehren und das Andenken an ihn wach zu halten.
Weitere Informationen: http://www.cdc.informatik.tu-darmstadt.de/mitarbeiter/buchmann.html Homepage von Johannes Buchmann
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