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Datenverschlüsselung: Mit dem Geisterradio ins Paralleluniversum

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Krypto-Kunst: "Ghostradio" macht den Zufall sichtbar Fotos
Martins Ratniks/ RIXC

Ohne Zufallszahlen keine sichere Verschlüsselung: Weil sie Computern nicht trauen, haben drei Österreicher ihre eigene Zufallsmaschine gebaut. Ihr "Ghostradio" faucht und rauscht - und spielt mit einem Kernproblem der Digital-Ära.

In einem Käfig aus Metall steht ein Tisch, darauf eine durchsichtige Apparatur. Wassertropfen fallen durch Metallringe und erzeugen dabei elektrostatische Felder. Die dabei entstehenden Spannungen stören ein Funksignal - ein helles, scharfes Rauschen. "Ghostradio" heißt diese Installation. Sie soll Zufallszahlen erzeugen - denn ohne ordentlichen Zufall geht es heute nicht mehr.

Ob bei der Verbindung über W-Lan ins Internet, bei der Eingabe von Passwörtern oder beim Onlinebanking: Wenn Daten sicher verschlüsselt werden sollen, brauchen wir Zufallszahlen. Doch Computer sind dafür schlecht geeignet: Alles, was sie tun, folgt klaren, eindeutigen Regeln - auch Zufallszahlen. Für viele Zwecke reicht dieser Pseudozufall. Aber nicht für wirklich sichere Verschlüsselung.

Mit mathematischen Tricks muss den Rechenknechten etwas Unberechenbarkeit beigebracht werden. Dabei können die Zeitpunkte von von Maus- und Tastatureingaben oder das Rauschen eines Transistors helfen. Oder das "Ghostradio", das echte Zufallszahlen finden soll, mit einer "Zeitfalle aus Feedbackschleifen und Quanteneffekten".

Verschlüsselung als Glaubensfrage

"Die im Dodekaeder gesetzten Pentagramm-Antennen sorgen für den Signalweg in der Feedbackschleife durch den Lord-Kelvin-Blitzgenerator", so erklären die Konstrukteure ihre Geistermaschine. Sie wollen einen "Ausweg aus der Kausalität" suchen und ein "Tor zu einem Paralleluniversum öffnen". Läuft die Maschine, können die so erzeugten Zufallszahlen angehört und abgerufen werden.

Bitte was? Das Problem mit den Zufallszahlen ist echt, aber das "Ghostradio" ist vor allem Kunst. Markus Decker, Pamela Neuwirth und Franz Xaver haben den Apparat gebaut, drei Künstler aus Österreich. Auf dem Fields-Festival in Riga war die Zufallsmaschine gerade zu sehen, nächste Station ist Linz. Weil sie den logischen Maschinen nicht restlos vertrauen, wollen die Künstler Zufall mit einer eigenen Maschine erzeugen.

"Die Anwendung mathematisch ermittelter Zufallszahlen für die Kryptografie unterliegt nicht nur wissenschaftlich-ideologischen Standpunkten", sagen die Künstler, "sondern auch kommerziellen Interessen." Nur wenige Mathematiker würden diese "Geheimwissenschaft" verstehen. Dass Verschlüsselung von Daten unter diesen Bedingungen möglich sein solle, sei ein faszinierender Glaubensansatz.

Ist Verschlüsselung nur sicher, wenn wir ganz fest daran glauben? Nein, es gibt sichere Verschlüsselung, sagt der Mathematiker und IT-Forscher Joachim von zur Gathen. Das "Ghostradio" sei ein hübscher spielerischer Umgang mit einem zentralen Thema der Kryptografie - aber eben Kunst, keine Wissenschaft.

Generatoren, die tatsächlich sogenannten echten Zufall herstellen, würden auf den ersten Blick nach ähnlichen Prinzipien arbeiten. Zum Beispiel ein sogenannter Ringoszillator, eine elektronische Schaltung, die teils unvorhersagbare Schwingungen erzeugt. Mithilfe von Software werden auf dieser Basis beliebig viele Pseudozufallszahlen erstellt. Aber dahinter stecken jahrelange Forschung und Rechnungen, um den Zufallsinhalt solcher Systeme abschätzen zu können.

Geheimdienste manipulieren den Zufall

Moderne Kryptosysteme seien, wenn korrekt implementiert, nicht knackbar sagt Kryptografie-Experte Gathen. Aber dafür muss der Zufall stimmen, der bei der Erzeugung der Schlüssel zum Einsatz kommt. "Geheimdienste und Hacker greifen deswegen die Schlüsselerzeugung an", sagt Gathen. Tatsächlich hat der US-Geheimdienst NSA mindestens einen Standard zur Erzeugung von Zufallszahlen manipuliert, um Schlüssel knacken zu können.

Hinweise darauf gab es schon länger, die Enthüllungen von Edward Snowden brachten Gewissheit: Geheimdienste müssen den Zufall manipulieren und für Schwachstellen in Protokollen sorgen. Die zugrunde liegende Mathematik der Verschlüsselung lässt sich offenbar noch nicht austricksen. Bei einem anderen Verfahren, RSA, kam es ebenfalls zu vorhersehbaren Zufallszahlen und schlechter Verschlüsselung.

Mit ihrem "Ghostradio" zeigen die Künstler, wie abhängig wir von einer weit fortgeschrittenen Technik sind, die für Laien von Magie nicht zu unterscheiden ist. Im Netz befinde sich der Einzelne im "Spannungsfeld von Konzernokratie und Bürgerrechten, von Informationsmacht und autonomer Taktik", so die Künstler - und müsse sich selbst um seine Rechte sorgen: "Angesichts der Komplexität ist das eine ziemliche Herausforderung."

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1.
Wolffpack 02.09.2014
Sowas können auch nur Leute für Kunst und total toll halten, die keine Ahnung vom Thema haben. Nebenbei bemerkt gibt es schon Chips die "good enough" Zufallszahlen herstellen, ich hatte schon vor einigen Jahren einen Bericht von Intel mit einem Prototypen gelesen. Das Problem ist eher, das es einerseits natürlich etwas dauert, bis das zur Marktreife und Massenproduktion gelangt und andererseits bis alle Endanwender ihre Geräte ersetzt haben.
2.
pseudogen 02.09.2014
'Good enough' ist nicht perfekt. Ein chip allein, oder auch ein Relais ist nicht in der Lage, bestechend unplausibele Werte zu erzeugen, der Seed ist immer das Ergebnis einer vorherigen Iteration, oder eine Variation davon. Ein Algorithmus ist ein Algorithmus, mehr nicht. Nicht um sonst werden an Universitäten, wie zum Beispiel in Nottingham, Prototypen mit der Messung von radioaktivem Zerfall zur Erstellung von zufälligen Werten erforscht.
3. Kein falscher Ansatz
silverhair 02.09.2014
Zitat von WolffpackSowas können auch nur Leute für Kunst und total toll halten, die keine Ahnung vom Thema haben. Nebenbei bemerkt gibt es schon Chips die "good enough" Zufallszahlen herstellen, ich hatte schon vor einigen Jahren einen Bericht von Intel mit einem Prototypen gelesen. Das Problem ist eher, das es einerseits natürlich etwas dauert, bis das zur Marktreife und Massenproduktion gelangt und andererseits bis alle Endanwender ihre Geräte ersetzt haben.
Die Aufgabe von Kunst ist nicht ein technisches Prinzip auf der Ebene der technischen Realisierung zu verdeutlichen, sondern ansonsten schwer oder überhaupt nicht sichtbare Vorgänge für den Normalbürger eben "greif - hör - oder visualisierbar" zu machen! Insofern ist der Ansatz aber auch die Grundlagen dieser Installation genau richtig! Und das es schon lange - sogar sichere Technologie gibt - auch auf basis von Chips ist ja kein Geheimnis - praktisch jeder quantenmechanische Vorgang läßt sich dafür irgendwo ja heranziehen - ob das der zerfall von Isotopen oder Schwankungen in irgendwelchen Funkfrequenzen ist! Meistens ist auch nicht die Erzeugen problematisch, sondern eher das Messystem dafür teuer , umständlich und für den Konsumgüterbereich bisher noch nie so nachgefragt worden das sich Massenproduktion davon gelohnt hätte! Und sie müssen ja nicht nur die Erzeugung, sondern auch das Transportproblem, die Reproduzierbarkeit auf der Gegenseite etc. in den Griff bekommen.. alles dann nicht mehr so einfache Problemstellungen!
4.
Thom-d 02.09.2014
Sowas schreibt wohl eher Einer, der selber keine Ahnung vom Thema hat. Ich finde es gut auch künstlerisch auf das problem echte Zufallszahlen hinzuweisen. Ich find den Ansatz mit dem Geigerzähler gut
5. Da gab's doch mal diese Zufallsnummer mit den Kugeln
singlesylvia 02.09.2014
Würde nicht auch das Gerät genügen, wo sich lediglich von dessen einwandfreiem Zustand der Aufsichtsbeamte (oder wie der hieß) vor der Ziehung überzeugen muss?
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