A Comparison of Deniable Encryption Notions

Abstreitbarkeit ist ein wichtiges Merkmal der modernen Kryptographie. Diese Eigenschaft
erlaubt es einem Teilnehmer, eine von ihm ausgeführte Handlung plausibel abzustreiten.
Abstreitbare Verschlüsselung ermöglicht es den Beteiligten, neben den zwei grundlegenden
Eigenschaften der Verschlüsselung – Sicherheit und Korrektheit – Abstreitbarkeit zu errei-
chen. In einem Staat mit einem öffentlichen und unparteiischen elektronischen Wahlsystem,
das verschlüsselte Stimmzettel verwendet, sollte die Wahl theoretisch resistent gegen Nö-
tigung sein. Findet die Übertragung der verschlüsselten Stimmzettel jedoch über einen
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unsicheren Kanal statt und kann eine mächtige, böswillige Partei Wähler dazu zwingen,
ihre Stimmen offenzulegen, kann die Wahl nicht mehr als unparteiisch gelten. Durch den
Einsatz sender-abstreitbarer Verschlüsselung zur Verschlüsselung der Stimmzettel könnte
das System erneut gegenüber Nötigung widerstandsfähig sein.
Der Abstreitbarkeitsbegriff in abstreitbarer Verschlüsselung lässt sich in drei Kategorien
einteilen: Sender-Abstreitbarkeit, Empfänger-Abstreitbarkeit und Sender-und-Empfänger-
Abstreitbarkeit. Bei Sender-Abstreitbarkeit kann der Absender plausibel abstreiten, was er
gesendet hat. Bei Empfänger-Abstreitbarkeit kann der Empfänger plausibel abstreiten, was
er empfangen hat. Bei Sender-und-Empfänger-Abstreitbarkeit können sowohl Absender als
auch Empfänger plausibel abstreiten, was sie gesendet beziehungsweise empfangen haben.
In dieser Arbeit untersuchen wir vier abstreitbare Verschlüsselungsverfahren: Zwei davon
sind sender-abstreitbar, eines ist empfänger-abstreitbar und eines ist sender-und-empfänger-
abstreitbar. Zunächst analysieren wir, wie sie funktionieren und wie sie die gewünschte
Abstreitbarkeits-Eigenschaft erreichen. Darüber hinaus bewerten wir ihre Leistung hinsicht-
lich Zeit- und Speicheraufwand. Ferner betrachten wir, wie eine allgemeine Transformation
zwischen einem sender-abstreitbaren und einem empfänger-abstreitbaren Verfahren kon-
struiert wird. Außerdem vergleichen wir die beiden sender-abstreitbaren Verfahren von
Howlader und Basu [10] und Barakat [2]. Abschließend zeigen wir, dass das von Howla-
der und Basu vorgeschlagene Verfahren nicht empfänger-abstreitbar ist, während das von
Ibrahim vorgeschlagene Verfahren nicht sender-abstreitbar ist.

Deniability is an important feature of modern cryptography. This property allows a par-
ticipant to plausibly deny an action they have performed. Deniable encryption enables
participants to achieve deniability in addition to the two fundamental properties of encryp-
tion: security and correctness. In a state with a public and impartial electronic voting system
using encrypted ballots, the election should, in theory, be resilient to coercion. However, if
the transmission of encrypted ballots takes place over a non-secure channel and a powerful
but malicious party can coerce voters into revealing their votes, the election can no longer
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be considered impartial. By employing sender-deniable encryption to encrypt the ballots,
the system could once again resist coercion.
The deniability notion in deniable encryption can be classified into three categories: sender-
deniability, receiver-deniability, and sender-and-receiver deniability. With sender-deniability,
the sender can plausibly deny what they have sent. With receiver-deniability, the receiver
can plausibly deny what they have received. With sender-and-receiver deniability, both the
sender and the receiver can plausibly deny what they have sent or received, respectively.
In this thesis, we examine four deniable encryption schemes, two of which are sender-
deniable schemes, one is a receiver-deniable scheme, and the other is a sender-and-receiver-
deniable scheme. We first examine how they work and how they achieve the desired
deniability property. In addition, we evaluate their performance with respect to the cost of
time and space. We also observe how a general transformation between a sender-deniable
and a receiver-deniable scheme is constructed. Furthermore, we compare the two sender-
deniable schemes proposed by Howlader and Basu [10] and Barakat [2]. Finally, we prove
that the scheme proposed by Howlader and Basu is not receiver-deniable, while the scheme
proposed by Ibrahim is not sender-deniable.