Mensch-ausführbare Kryptographie

Welche Möglichkeiten stehen einem Menschen zur Verfügung, ohne technische Hilfsmittel Nachrichten zu ver- und entschlüsseln oder sich zu identifizieren? Diese Frage nach mensch-ausführbarer Kryptographie wird anhand der Sicherheit und Nutzbarkeit verschiedener Protokolle untersucht und führt zu einem ernüchternden Ergebnis. Ohne technische Hilfsmittel kann sich ein Mensch bislang keinen signifikanten Vorteil gegenüber einem Computer erarbeiten. Die Art der Mensch-Ausführbarkeit wird in drei Kategorien eingeteilt, die unterschiedliche bzw. keine Hilfsmittel zulassen. Einführend wird auf die Möglichkeiten zur Generierung von Zufall und der Berechnung von Einwegfunktionen und Pseudozufallsgeneratoren kurz eingegangen. Ob Menschen ohne Hilfsmittel Zufall erzeugen können, bleibt eine offene Frage.
One-Time-Pads, Visuelle Kryptographie, Solitaire und LC4 werden als Verschlüsselungsverfahren beschrieben und verglichen. Die Aufwandsabschätzung erfolgt durch das Zählen elementarer Operationen. Die berücksichtigten Schutzziele sind Vertraulichkeit, Integrität und Authentifikation. Konkrete Abhängigkeiten in LC4 lassen IND-CPA-, Broadcast-Angriffe und einen verbesserten Known-Plaintext-Angriff zu. ... mehrEine Anpassung der LC4-Verschlüsselungsfunktion kann zumindest diese Abhängigkeiten vermeiden. Es ist bislang kein mensch-ausführbares Verschlüsselungsverfahren konstruiert worden, das alle drei Schutzziele mit einem Schlüssel kürzer als die verschlüsselten Nachrichten erfüllt.
Die beschriebenen Identifikationsprotokolle sind Hopper & Blum 1/2, Foxtail, Weinshall und CG, wobei jeweils bekannte Sicherheitsprobleme, wie z.B. Linearisierung und mögliche statistische Angriffe, genannt werden. Das iChip-Protokoll wird nur informell
beschrieben. Ziel der Identifikationsprotokolle ist es, mindestens passive Sicherheit zu erreichen, wobei dies nur für Hopper & Blum 1/2 und gegebenenfalls iChip erreicht wird.
Hopper & Blum 2 bietet als einziges Protokoll auch Schutz vor aktiven Angreifern. Für die Identifikationsprotokolle existiert ein erheblicher Trade-Off zwischen Sicherheit und Nutzbarkeit.