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TU Berlin

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Blockchain-Technologien

Stichworte: Blockchains, verteilte Konsensbildung, Peer-to-Peer Netzwerke, Skalierbarkeit

Blockchains spielen eine zentrale Rolle in der technischen Realisation von sogenannten Kryptowährungen wie Bitcoin.  In solchen Systemen fungiert die Blockchain als zentrales Kontenbuch, in dem alle Transaktionen verwaltet werden. Da die Blockchain öffentlich einsehbar und kryptografisch verifizierbar ist, kann jeder Teilnehmer nachvollziehen, dass dieselben Ressourcen nicht mehrfach ausgegeben werden.  

Blockchains (und ähnliche Konzepte), finden jedoch nicht nur im monetären Bereich Verwendung, da die von ihnen garantierten Eigenschaften für eine Vielzahl von sicheren verteilten Systemen wünschenswert sind. So sind Blockchain-basierte verteilte Systeme meist tolerant gegenüber byzantinischen Fehlern und ermöglichen es ihren Teilnehmern zu einem Konsens über den Zustand der verwalteten Daten zu gelangen. Diese Konsensfindung geschieht dezentral durch die Replikation der Blockchain im Peer-to-Peer Netzwerk des jeweiligen Systems. Der ungestörte Ablauf der Konsensfindung ist somit abhängig von der Performanz und des Verhaltens des Peer-to-Peer Netzwerks. Darüber hinaus haben Netzwerkeffekte Auswirkungen auf die Sicherheit und Privatsphäre der am Netzwerk teilnehmenden Benutzer.

Das Fachgebiet Distributed Security Infrastructures (DSI) erforscht das Netzwerkverhalten, die Performanz, sowie Sicherheit und Privatsphäre in Blockchain-basierten verteilten Systemen, wobei besonderes Augenmerk auf dem Zusammenspiel und der Interdependenz dieser Aspekte liegt.

Anonyme Internetkommunikation

Stichworte: Überlastkontrolle, Scheduling, Fairness, Sicherheit

Anonymisierungsdienste tragen zu einem selbstbestimmten Datenschutz und damit zur Informations- und Meinungsfreiheit bei. In den letzten Jahren erfreuen sich Systeme wie Tor einer immer größeren Bekanntheit und werden umfassender und heterogener eingesetzt. In diesem Kontext gewinnen Fragen nach der Skalierbarkeit und der Performanz dieser Dienste an Relevanz.

Insbesondere das Tor-Netzwerk steht vor einer fundamentalen Entscheidung: Während bekannt ist, dass das Design deutliche Unzulänglichkeiten aufweist, stellt sich die Frage wie Tor mit den Bedrohungen bezüglich Internetüberwachung angesichts des Aufkommens zunehmender Netzwerklast umgehen soll. Denn die Forschung an anonymen Kommunikationssystemen hat immer wieder gezeigt, dass ein Trade-off zwischen Performanz und Anonymität zu existieren scheint und eine Verbesserung der Performanz oftmals eine Schwächung der Anonymitätseigenschaften mit sich bringt.

Auf diesem Hintergrund erforscht das Fachgebiet Distributed Security Infrastructures (DSI) anonyme Kommunikationssysteme mit Hinblick auf die Frage, wie sich ihre Performanz und Skalierbarkeit weiter verbessern lassen, ohne die von ihnen garantierte Anonymität zu schmälern.

Datenschutzfreundliche Telemetrie

Stichworte: Probabilistische Datenstrukturen, Verteilte Nutzerstatistiken, Datensparsamkeit

Die Transformation zu einer digitalisierten Gesellschaft ist datenintensiv. Daten werden in großem Umfang aufgezeichnet, verarbeitet und weitergeleitet. Jedoch wird deutliche Kritik an der Erhebung personenbezogener Daten im großen Stil laut.

Probabilistische Datenstrukturen erlauben es, statistische Auswertungen durchzuführen, die keinen Rückschluss auf den personalen Ursprung der Daten erlauben. Zudem können mit diesem Ansatz Daten verteilt aufgezeichnet und ausgewertet werden, was eine zentrale Speicherung oftmals überflüssig macht.

Das Fachgebiet Distributed Security Infrastructures (DSI) erforscht mögliche Anwendungen probabilistischer Datenstrukturen im Zuge privatsphäreerhaltender Datenverarbeitung.

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