Sirene Online Abstracts 1987

(Sorted by authors.)

Most of the following papers are available online in gnuzipped Postscript, some also in PDF. There is also a complete list of all our publications sorted by language and subject.

Don't forget: some proceedings are published in a later year than the conference is held.


Holger Bürk, Andreas Pfitzmann: Value Transfer Systems Enabling Security and Unobservability; Interner Bericht 2/87, Fakultät für Informatik, Universität Karlsruhe 1987 (37 pages).

Abstract: In present-day cashless payment systems, the banks and (by installing a Trojan Horse) even the manufacturers of the computer equipment used could easily observe who pays what amount to whom and when. With the increasing digitization of these systems, e.g. point-of-sale terminals and home banking, the amount of transaction data and their computerization drastically increases. Thereby, these payment systems become completely unacceptable, since compiling dossiers on the lifestyle and whereabouts of all clients will become easy.

Therefore, we describe the digital payment systems enabling unobservability of clients and arrange them in a general model to compare their different degrees of unobservability and their different levels of security. Since no single system has all desired features, we propose a suitable synthesis.

The use of such payment systems for unobservable value exchange over a network (e.g. money against information) between two remote parties poses an additional security problem: the lack of a simultaneous exchange causes a temporary advantage for one party, who could then stop communication. But third parties can be used to overcome this problem. We compare two rather different approaches using third parties. The first tries to provide security by third parties identifying perpetrators in case of detected fraud, whereas the second uses a third party as trustee who takes an active part in the value exchange and can be completely controlled by each absolutely anonymous party.


Andreas Mann, Andreas Pfitzmann: Fehlertoleranz in Kommunikationssystemen; Kommunikation in Verteilten Systemen, GI/NTG-Fachtagung, Aachen 1987, IFB 130, Springer-Verlag, Heidelberg 1987, 16-30; Überarbeitung in: Datenschutz und Datensicherung DuD /8 (1987) 393-405.

Abstract: Immer mehr kommunizieren Menschen und Maschinen über öffentliche Vermittlungsnetze. Personenbezogene Daten können dabei sowohl aus den eigentlichen Nutzdaten als auch aus den Vermittlungsdaten, z. B. Ziel- und Herkunftsadresse, Datenumfang und Zeit, gewonnen werden.
In digitalen Kommunikationssystemen können die Nutzdaten effizient durch Ende-zu-Ende-Verschlüsselung geschützt werden.
Technisch weitaus aufwendiger und bezüglich Fehlertoleranz erheblich schwieriger ist der Schutz der aus den Vermittlungsdaten leicht berechenbaren Verkehrsdaten, wer wann wieviel mit wem kommuniziert. Verkehrsdaten werden wirkungsvoll und für den Netzbenutzer überprüfbar nur dadurch geschützt, daß die Erfassung der Vermittlungsdaten unmöglich gemacht wird. Dies ist in idealer Weise dann der Fall, wenn die Benutzung eines Kommunikationssystems unbeobachtbar durch Unbeteiligte und den Netzbetreiber sowie anonym gegenüber dem Kommunikationspartner erfolgen kann. Um dies näherungsweise zu realisieren, wurden in den letzten Jahren drei Konzepte für Datenschutz garantierende Kommunikationssysteme vorgeschlagen. Alle drei garantieren im fehlerfreien Fall die Anonymität der Netzbenutzer voreinander und vor dem Netzbetreiber, es sei denn, die Netzbenutzer identifizieren sich explizit.
Da in einem realen Kommunikationssystem Fehler auftreten, wird untersucht, ob und wie diese unter Erhaltung der Anonymität der Netzbenutzer toleriert werden können. Es gilt, die Diskrepanz zwischen der Fehlertoleranz, die eine globale Sicht des Gesamtsystems erfordern kann, und der Anonymität, die nur eine lokale Sicht des Gesamtsystems durch die Stationen der Netzbenutzer und den Netzbetreiber erlaubt, aufzulösen. Die drei Konzepte werden so erweitert, daß sie Fehler tolerieren, aber weiterhin Anonymität gewähren. Dabei stellt sich heraus, daß entweder zwischen Fehlertoleranz und Anonymität abzuwägen ist oder auf kontinuierliche Nutzleistung im Fehlerfall verzichtet werden muß.


Birgit Pfitzmann, Michael Waidner, Andreas Pfitzmann: Rechtssicherheit trotz Anonymität in offenen digitalen Systemen; Computer und Recht 3/10,11,12 (1987) 712-717, 796-803, 898-904.

(German Abstract: See the revision PWP_90)

English Summary (written 96): This is a paper about untraceable payment systems, which we never published in English. (Mainly because we did not want to rival [BüPf_86] too much.) It is primarily an overview, and written for a journal on Computers and Law, but, to our knowledge, it is also the first publication of some ideas that are still valid, e.g.:


Michael Waidner, Birgit Pfitzmann: Anonyme und verlusttolerante elektronische Brieftaschen; Interner Bericht 1/87 der Fakultät für Informatik, Universität Karlsruhe 1987 (80 Seiten).

Abstract: Will man mit einem Zahlungssystem sowohl über ein Kommunikationsnetz als auch off-line Zahlungen durchführen können, so ist man auf "elektronische Brieftaschen", sichere Geräte, die für die korrekte Abwicklung digitaler Zahlungen garantieren, angewiesen. Aus Sicherheitsgründen müssen diese Geräte über eine eingebaute Tastatur und eine eingebaute Anzeige direkt mit ihrem Benutzer kommunizieren können. (Heutige Chipkarten sind daher, ihre zweifelhafte Ausforschungssicherheit und starke Beschränktheit im Funktionsumfang unbeachtet, als elektronische Brieftaschen untauglich.)
Neben der Verläßlichkeit der physischen Sicherheitstechnik ist vor allem die Tolerierung von Verlusten oder vollständigen Ausfällen, mit denen ohne Fehlertoleranzmaßnahmen ein Geldverlust verbunden wäre, ein Problem. Wir untersuchen unter der Annahme der Existenz idealer sicherer Geräte die prinzipiellen Möglichkeiten für Verlusttoleranzmaßnahmen, wobei sowohl die Erhaltung der Sicherheit des Zahlungssystems als auch des Datenschutzes der Teilnehmer (Unbeobachtbarkeit von Zahlungen) berücksichtigt werden muß.
Es ergibt sich dabei in natürlicher Weise eine Klasse sicherer Verfahren zur verteilten Änderungsaufzeichnung, die Weitergabeverfahren, die jedoch aufgrund ihres sehr hohen Speicherbedarfes unpraktikabel erscheinen. Aus ihnen läßt sich jedoch eine weitere Klasse ableiten, die der markierten Standardwerttransaktionen, welche die sonstigen Eigenschaften elektronischer Brieftaschen kaum beeinträchtigen und damit zur Konstruktion verläßlicher Verlusttoleranzverfahren geeignet sind.


Michael Waidner, Birgit Pfitzmann, Andreas Pfitzmann: Über die Notwendigkeit genormter kryptographischer Verfahren; Datenschutz und Datensicherung DuD /6 (1987) 293-299.

Abstract: Ausgehend von der zunehmenden Bedeutung offener digitaler Systeme wird die Notwendigkeit dargestellt, diese Systeme so zu gestalten, daß ihre Benutzung unbeobachtbar durch Unbeteiligte und anonym vor Beteiligten stattfinden, aber dennoch Rechtssicherheit garantiert werden kann. Diese Forderung muß in für die Betroffenen nachvollziehbarer Weise erfüllt werden, was insbesondere hinsichtlich des Datenschutzes aus dem 1983 im Volkszählungsurteil des BVG formulierten informationellen Selbstbestimmungsrecht abzuleiten ist.
Allein durch juristische Regelungen ist diese Forderung nicht zu erfüllen, doch sind in der Informatik Methoden bekannt, die geeignet sind, die Einhaltung juristischer Regelungen in für die Betroffenen nachvollziehbarer Weise zu garantieren.
Alle bekannten und u.E. brauchbaren Methoden basieren auf der Verwendung sicherer kryptographischer Techniken zum Verschlüsseln oder Unterschreiben digital codierter Information innerhalb von Ende-zu-Ende-Protokollen. Soll ein System wirklich offen, also sowohl hinsichtlich der Teilnehmer als auch hinsichtlich der Dienstanbieter beliebig erweiterbar sein, so müssen die verwendeten kryptographischen Techniken standardisiert werden, im Bereich der Bundesrepublik Deutschland z.B. durch den Betreiber der Fernmeldeanlagen, also die Deutsche Bundespost, oder im größeren Rahmen durch das Deutsche Institut für Normung, DIN, und dessen internationales Pendant, die International Standards Organization, ISO.
Bisherige Arbeiten von DIN und ISO zur Normung von Kryptosystemen wurden jedoch ergebnislos eingestellt. In den USA hat statt dessen die National Security Agency, NSA, begonnen, selbst Techniken zu standardisieren, jedoch ohne deren Entwurf bekanntzugeben. Damit ist eine Sicherheitsbewertung der NSA-Techniken durch die Fachwelt erschwert oder unmöglich und zudem ein Schutz vor der NSA durch die NSA-Techniken prinzipiell unmöglich.
Vor einer Nachahmung dieses Weges beim Einsatz von Kryptosystemen in offenen digitalen Systemen zu warnen und zugleich zur Beschreitung eines Weges durch DIN oder die Deutsche Bundespost, der zur Normung bekannter und validierter Kryptosysteme führt, aufzufordern, sind die Hauptziele dieses Artikels.


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Birgit Pfitzmann, [email protected]
Last modified: $Date: 2000/02/28 16:01:37 $