Seminar BBS-Signaturen, anonyme Credentials und unlinkbare Nachweise

BBS-Signaturen ermöglichen, aus signierten Attributsätzen abgeleitete Präsentationen mit selektiver Offenlegung und kryptografischem Besitznachweis zu erzeugen.

Die Schulung legt besonderen Wert auf korrekte Datenbindung, Unverknüpfbarkeit, Nonce-Verwendung und die Grenzen dessen, was ein BBS-Nachweis tatsächlich beweist.

Inhaltsübersicht

• Zielsetzung
• Zielgruppe und Voraussetzungen
• Format und Schwerpunkte
• Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Arbeitsunterlagen

Zielsetzung

Das Seminar behandelt BBS-basierte Credentials und daraus abgeleitete Nachweise für selektive Offenlegung und Unverknüpfbarkeit. Es verbindet mathematische Grundideen, Datenmodell, Canonicalization, Schlüssel- und Nonce-Verwendung, Verifikation, Angriffsszenarien und prototypische Integration.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Kryptografie-nahe Entwicklung, Identity- und Wallet-Engineering, Security Engineering, technische Architektur, Forschung und fortgeschrittene Integrationsentwicklung.

Voraussetzungen: Sichere Programmierkenntnisse, Verständnis digitaler Signaturen, Hashfunktionen und Public-Key-Kryptografie. Grundkenntnisse zu Verifiable Credentials und JSON-LD sind hilfreich.

Format und Schwerpunkte

Drei Tage sind notwendig, weil mathematische Grundlagen, Datenaufbereitung, Proof-Ableitung, Verifikation, Sicherheitsanalyse und eine durchgängige Implementierungsübung aufeinander aufbauen. Ein kürzeres Format würde die entscheidenden Integrations- und Fehlerbilder nur oberflächlich behandeln.

Seminarinhalte

Modul 1: Kryptografisches Modell verstehen

1. Schritt 1: Signierte Nachrichtenvektoren, öffentliche und verborgene Attribute sowie Proof of Knowledge unterscheiden.
2. Schritt 2: Grundidee von Paarungen, Gruppen und Sicherheitsannahmen auf Implementierungsniveau einordnen.
3. Schritt 3: Trennen, was Signaturgültigkeit, Attributbesitz, selektive Offenlegung und Unverknüpfbarkeit jeweils aussagen.

Modul 2: Credential-Datenmodell vorbereiten

1. Schritt 1: Claims in einen stabilen, eindeutig geordneten Nachrichtenvektor überführen.
2. Schritt 2: Datentypen, Kontexte, Canonicalization und Schemaabhängigkeiten festlegen.
3. Schritt 3: Altersrelevante Attribute so modellieren, dass keine unnötigen Identifikatoren in jede Präsentation gelangen.

Modul 3: BBS-Credential ausstellen

1. Schritt 1: Issuer-Schlüssel erzeugen, schützen und mit nachvollziehbaren Parametern veröffentlichen.
2. Schritt 2: Credential-Attribute serialisieren, signieren und mit Gültigkeits- sowie Kontextinformationen versehen.
3. Schritt 3: Ausgabeprotokoll gegen Attributvertauschung, Schemawechsel und fehlerhafte Schlüsselzuordnung absichern.

Modul 4: Selektive Offenlegung ableiten

1. Schritt 1: Offenzulegende und verborgene Nachrichten anhand einer Verifier-Anforderung auswählen.
2. Schritt 2: Nonce beziehungsweise Challenge und Domänenbindung in die Proof-Ableitung einbeziehen.
3. Schritt 3: Abgeleiteten Nachweis erzeugen, ohne die ursprüngliche Signatur oder verborgene Attribute offenzulegen.

Modul 5: Nachweis verifizieren

1. Schritt 1: Issuer-Schlüssel, Schema, Challenge, Domäne, Gültigkeit und offengelegte Aussagen prüfen.
2. Schritt 2: Fehlerfälle wie geänderte Reihenfolge, falscher Datentyp, wiederverwendete Challenge oder unbekannter Schlüssel testen.
3. Schritt 3: Verifikationsentscheidung von der fachlichen Altersentscheidung und Zugriffsfreigabe trennen.

Modul 6: Unverknüpfbarkeit bewerten

1. Schritt 1: Kryptografische Unverknüpfbarkeit von Korrelation über Netzwerk, Browser, Wallet und Geschäftsprozess unterscheiden.
2. Schritt 2: Stabile Claims, seltene Merkmalskombinationen und wiederverwendete Metadaten als Linkability-Risiko identifizieren.
3. Schritt 3: Pairwise-Kontexte, minimale Offenlegung und getrennte Telemetrie als Gegenmaßnahmen umsetzen.

Modul 7: Age-Proof-Varianten entwerfen

1. Schritt 1: Direkte Offenlegung eines Geburtsdatums, Offenlegung eines vorberechneten Schwellenattributs und Prädikatsnachweis vergleichen.
2. Schritt 2: Aktualität, erneute Ausgabe und Änderung der Altersschwelle im Credential-Lebenszyklus berücksichtigen.
3. Schritt 3: Geeignete Variante anhand von Datenschutz, Verifier-Flexibilität, Wallet-Komplexität und Offline-Fähigkeit auswählen.

Modul 8: Sicherheits- und Interoperabilitätstests durchführen

1. Schritt 1: Testvektoren für gültige, manipulierte, abgelaufene und falsch gebundene Nachweise erstellen.
2. Schritt 2: Bibliotheks- und Formatunterschiede durch deterministische Fixtures und Cross-Verification sichtbar machen.
3. Schritt 3: Fehlermeldungen, Timing, Ressourcenverbrauch und Denial-of-Service-Schutz bewerten.

Praxisübungen

1. Übung 1: BBS-Credential mit mehreren Attributen ausstellen.
2. Übung 2: Zwei unterschiedliche selektive Präsentationen aus demselben Credential ableiten.
3. Übung 3: Verifier mit Challenge-, Domänen- und Schlüsselprüfung implementieren.
4. Übung 4: Linkability-Analyse für Browser-, Wallet- und Backend-Metadaten durchführen.
5. Übung 5: Interoperabilität mit Testvektoren und Negativfällen prüfen.

Arbeitsunterlagen

• Datenmodell-Checkliste für BBS-Credentials
• Proof-Ableitungs- und Verifikationsablauf
• Testfallkatalog für selektive Offenlegung
• Linkability-Analyse
• Sicherheitscheckliste für Bibliotheksintegration