Das ständig wachsende Bedürfnis nach Schutz digitaler Daten hat die Entwicklung einer Vielfalt kryprographischer Primitiven als Folge, die die Privatheit der Nutzer garantieren sollen. Nichtsdestotrotz wurde sehr früh deutlich, dass der bloße Schutz des Dateninhalts in vielen Szenarien nicht ausreicht, da die Art und Weise in der auf die Daten zugegriffen wird sehr wichtige Information verrät, die zum Reverse-Engineering von Programmen und zum kompletten Zusammenbruch der Nutzernprivatheit führen kann, wenn Nutzer ihre Daten auf entfernten Server auslagern.

Um dieses Problem zu lösen, hat die kryprographische Gemeinschaft mehrere Primitiven vorgeschlagen, unter welchen Oblivious RAM (ORAM) ein sehr prominenter Ansatz ist, der die Privatheit der Daten auf entfernten Server garantiert. Das dominanteste Forschungsmodel ist das ein Client/ ein Server, welches einerseits für die abstrakte Betrachtung des Problems notwendig ist, andererseits aber wegen der starken Beschränkungen für praktische Probleme schwer anwendbar ist.

In dieser Arbeit entwickeln wir ORAM-Architekturen, welche diese Problematik adressieren und wir verallgemeinern diese Untersuchung. Insbesondere schlagen wir Lösungen vor, die mehreren Klienten erlauben, ihre Daten auf entfernten Server zu speichern und Teile ihrer Daten miteinander oder selektiv mit dritten Parteien zu teilen. Dementsprechend stellen wir die Studie der \glqq Partially Sharing Multi-Client ORAMs\grqq\ vor und präsentieren konkrete Instanzen davon. Um die Sicherheit unserer Konstruktionen zu beweisen, war es notwendig, ein neues Framework zu entwickeln, welches uns die Möglichkeit gibt, über die Sicherheitsgarantien solcher komplexen Architekturen zu argumentieren. Darüberhinaus haben wir ein sehr versatiles Framework für ORAM-Sicherheit entwickelt, welches deutlich strenger, als die aktuell benutzten ist, während es gleichzeitig viel einfacher als das von Goldreich und Ostrovsky vorgeschlagene Framework ist. Unter diesem Licht sind wir der Meinung, dass unser Framework hilfreich für die Durchführung von Sicherheitsbeweisen in neuen ORAM-Konstruktionen sein kann.

Um die Anwendbarkeit unserer Architekturen zu zeigen, haben wir sie implementiert und für die Lösung des Problems \glqq Privacy Preserving Genomic Studies\grqq\ eingesetzt, %eines Problems aufgesetzt, nämlich \glqq Privacy Preserving Genomic %Studies\grqq, welches unserer Meinung nach eine sehr wichtige Rolle in der weiteren Digitalisierung unserer Gesellschaft spielen wird. Mit unseren neuentwickelten Techniken können wir verschlüsselte, sequinzierte Genomdaten mehrerer Klienten speichern, auf sie zugreifen, sie aktualisieren und sie weiter durch Nutzung von \glqq Secure Computation\grqq\ Techniken verarbeiten, um eine Vielfalt von Tests durchführen zu können, die sich von einfachen DNA-Fingerprinting zu komplexeren Genomeweit Assoziierungs Studien erstrecken.