Bei der codebasierten Verschlüsselung werden Daten chiffriert, indem zu ihrer Kodierung mit einem öffentlich bekannten Code gezielt Fehler addiert werden, das heißt einzelne Bits werden verändert. Die Entschlüsselung erfordert die Kenntnis einer geeigneten Dekodierungsmethode, welche diese Fehler effizient zu entfernen vermag. Diese Methode ist der geheime Schlüssel – nur wer sie kennt, kann dechiffrieren. Codebasierte Public-Key-Verschlüsselung ist im Allgemeinen sehr effizient durchführbar. Derzeit wird daran geforscht, welche Codes dabei zu sicheren Verschlüsselungsverfahren führen.

Verschlüsselung auf der Grundlage von Gitterproblemen ist den codebasierten Verschlüsselungsverfahren sehr ähnlich. Gitter sind regelmäßige Strukturen von Punkten im Raum. Zum Beispiel bilden die Eckpunkte der Quadrate auf kariertem Papier ein zweidimensionales Gitter. In der Kryptographie verwendet man jedoch Gitter in viel höheren Dimensionen. Verschlüsselt wird nach dem folgenden Prinzip: Aus dem Klartext wird zunächst ein Gitterpunkt konstruiert und anschließend geringfügig verschoben, sodass er zwar kein Gitterpunkt mehr ist, aber in der Nähe eines solchen liegt. Wer ein Geheimnis über das Gitter kennt, kann den korrespondierenden Gitterpunkt in der Nähe finden und damit entschlüsseln. Ein besonders praktikables Gitterverschlüsselungsverfahren ist NTRU ( www.ntru.com).

Neue Signaturen
Die Verwendung des Problems des Lösens quadratischer Gleichungssysteme eignet sich als Basis besonders gut zur Konstruktion von effizienten Signaturverfahren. So bietet beispielsweise das SFlash-Verfahren um ein Vielfaches kürze Signaturen als RSA bei heutzutage gleichem Sicherheitslevel.

Besondere Beachtung bei zukünftigen Signaturen verdient auch das Merkle-Verfahren: Es wurde von Ralph Merkle bereits 1979 in seiner Dissertation angedeutet und 1989 publiziert. Im Gegensatz zu allen anderen Signaturverfahren beruht seine Sicherheit nicht darauf, dass ein zahlentheoretisches, algebraisches oder geometrisches Problem schwer lösbar ist. Benötigt wird ausschließlich, was andere Signaturverfahren ebenfalls voraussetzen: eine sichere kryptographische Hash-Funktion und ein sicherer Pseudozufallszahlengenerator. Jede neue Hash-Funktion führt somit zu einem neuen Signaturalgorithmus, wodurch das Merkle-Verfahren das Potenzial hat, das Problem der langfristigen Verfügbarkeit digitaler Signaturverfahren zu lösen.

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