In unserer zunehmend computerisierten und vernetzten Gesellschaft gewinnt der Schutz der Privatsphäre der Menschen zunehmend an Bedeutung. In dieser Hinsicht können insbesondere Authentikationsprotokolle problematisch sein, da es ihre Aufgabe ist, Nutzer und ihre jeweiligen Identitäten eindeutig zu bestimmen. Um dieser Problematik zu begegnen, sind in den vergangenen Jahren verschiedene privatsphären-schützende Authentikationsmethoden entwickelt worden, etwa identity escrow, ring authentication, hidden und anonymous credentials. Ein weiteres interessantes Konzept ist die zugehörigkeit-versteckende Authentikation (affiliation-hiding authentication, AHA). Solche Protokolle bieten Nutzern die scheinbar widersprüchliche Möglichkeit, sich gegenseitig als Mitglieder bestimmter Gruppen zu authentisieren, ohne jedoch zugleich Außenseitern diese Zugehörigkeit preiszugeben.

In AHA-Protokollen (auch bekannt als Secret Handshakes) werden Nutzer zu Mitgliedern von Gruppen durch Registrierung bei sog. Gruppenautoritäten (group authorities, GAs) und erhalten dabei entsprechende Zugehörigkeitsnachweise. Gruppenmitglieder verwenden diese Nachweise, um sich gegenseitig zu authentisieren, und um evtl. sichere Sitzungsschlüssel auszutauschen. Die entscheidende Eigenschaft, die AHA bzgl. Privatsphärenschutz von klassischer Authentikation unterscheidet, liegt jedoch in der Tatsache, dass Teilnehmer nur bei Übereinstimmung ihrer Gruppen die jeweiligen Gruppenzugehörigkeiten erfahren (bzw. gleiche Sitzungsschlüssel berechnen).

Die bisherige Forschung in diesem Bereich hat verschiedene AHA-Protokolle hervorgebracht. Diese genügen unterschiedlichen Sicherheits- und Effizienzanforderungen. Einige wichtige Probleme sind jedoch weiterhin ungelöst. Dazu gehört u.a. eine genaue Vermessung des Vertrauens, das immanent den Mitgliedern von Gruppen und ihren GAs entgegengebracht werden muss, sowie die Erweiterung des Ein-Gruppen-Settings mit nur einer GA zu einem Setting, in dem es Nutzern möglich ist, mehreren Gruppen zugehörig zu sein und vermöge AHA übereinstimmende Gruppen zu erkennen. Zudem stellt sich natürlich die Frage nach effizienter Implementierbarkeit von AHA-Verfahren. Die Bearbeitung dieser Themen ist Voraussetzung für den praktischen Einsatz von privatsphären-schützender Authentikation im Allgemeinen, und von AHA insbesondere. In der vorliegenden Dissertation werden die genannten Fragestellungen diskutiert und kryptographisch bearbeitet. In diesem Rahmen werden zudem entsprechende AHA-Protokolle entworfen und als sicher bewiesen.

Diese Dissertation befasst sich des weiteren mit Problemen des Schutzes der Privatsphäre, die im Bereich Netzwerk-gestützter sozialer Interaktion entstehen. Online-geführte soziale Netzwerke unterstützen ihre Nutzer beim Aufbau und Verwalten sozialer Verbindungen und haben sicherlich eine wesentliche Rolle im täglichen Leben der Menschen eingenommen. Eine Schlüsselfunktion kommt beim Aufbau neuer Verbindungen zwischen Teilnehmern dem Abgleich gemeinsamer Kontakte oder Freundschaften mit anderen Teilnehmern zu. Die in dieser Arbeit entwickelten Methoden erlauben es, in sozialen Netzwerken solche gemeinsamen Kontakte unter Einhaltung der Privatsphäre der Teilnehmer zu identifizieren, d.h., ohne dass nicht-gemeinsame Kontakte preisgegeben werden. Neben der Formalisierung dieser Aufgabe und dem Entwickeln geeigneter Lösungen, analysiert die vorliegende Arbeit einen interessanten Zusammenhang zwischen AHA-Protokollen und Protokollen zur Entdeckung gemeinsamer Kontakte.

Durch das Identifizieren und Lösen einer Reihe von relevanten offenen Problemen im Bereich der kryptographischen Authentikation trägt diese Arbeit zum breiten praktischen Einsatz von Methoden bei, die die Privatsphäre von Nutzern schützen bzw. bei ihrer Wiedererlangung helfen.