Digitale Blindsignatur: Chaums kryptografische Grundlage

David Chaum entwickelte 1982 mit der digitalen Blindsignatur ein Verfahren, das Signaturen ohne Dateneinsicht ermöglicht und damit eine Grundlage für digitales Bargeld legte.

Chaums Prinzip der digitalen Blindsignatur

David Chaum stellte 1982 ein Konzept vor, das für digitale Zahlungssysteme grundlegend wurde: die digitale Blindsignatur. Auf der Kryptografie-Konferenz Crypto ’82 veröffentlichte er die Arbeit „Blind Signatures for Untraceable Payments“, auf gerade einmal fünf Seiten, 199 bis 203, beschrieb er ein Verfahren, mit dem eine Stelle eine gültige Unterschrift leisten kann, ohne den Inhalt der signierten Daten zu kennen.

Chaum ging von der Beobachtung aus, dass sich aus einem privaten Schlüssel eine öffentlich prüfbare Signatur ableiten lässt. Genau dieses Prinzip nutzte er, um eine Unterschrift zu konstruieren, die zwar echt ist, deren Ursprungsdaten der Unterzeichner aber nie zu Gesicht bekommt. Diese Eigenschaft nannte er blind, weil die signierende Stelle gegenüber dem eigentlichen Inhalt blind bleibt.

Blind signieren ohne Dateneinsicht

Eine digitale Blindsignatur läuft in der Praxis in wenigen Schritten ab. Der Nutzer, in Chaums Notation meist mit B bezeichnet, erzeugt zunächst eine Zufallszahl, einen sogenannten Nonce. Diesen verknüpft er rechnerisch mit den eigentlichen Daten, etwa einem Zahlungstoken, und verschleiert das Ergebnis, bevor er es weitergibt.

Erst danach reicht B das verschleierte Paket an die signierende Stelle A weiter, üblicherweise eine Bank. A prüft die Berechtigung, etwa ob genug Guthaben vorhanden ist, und signiert das Paket, ohne die zugrunde liegenden Originaldaten lesen zu können. Die kryptografische Verschlüsselung sorgt dafür, dass A ausschließlich die verschleierte Form zu sehen bekommt und die eigentlichen Inhalte während des gesamten Vorgangs verborgen bleiben.

Nachdem B die Signatur zurückerhalten hat, entfernt er die Verschleierung wieder. Übrig bleibt eine gültige Unterschrift von A auf den originalen, nicht verschleierten Daten, obwohl A diese nie im Klartext gesehen hat. Wer sich die Originalarbeit ansehen möchte, findet die Beschreibung des Verfahrens im Original-Paper von Chaum.

Bedeutung der Blindsignatur für digitales Bargeld

Chaum entwickelte das Verfahren nicht als reine Fingerübung, sondern mit einem konkreten Anwendungsfall vor Augen: digitales Bargeld. Eine digitale Blindsignatur erlaubt es einer Bank, einen digitalen Geldschein zu beglaubigen, ohne nachvollziehen zu können, welcher Nutzer später mit genau diesem Schein bezahlt.

Für digitales Bargeld ist das ein zentraler Baustein. Ohne dieses Verfahren müsste die ausgebende Stelle jede einzelne Transaktion mit der ursprünglichen Ausgabe verknüpfen können, ähnlich wie bei einer durchnummerierten Banknote, deren Weg lückenlos dokumentiert wird. Mit einer digitalen Blindsignatur lässt sich diese Verknüpfung technisch auftrennen.

Damit legte Chaum den kryptografischen Grundstein für Systeme, die Zahlungen ermöglichen sollten, ohne dass jede einzelne Ausgabe zentral überwacht wird. Spätere Entwürfe für digitales Bargeld griffen genau auf dieses Prinzip zurück, um Nutzer und Zahlung voneinander zu trennen. Das Grundmuster aus Verschleierung, Signatur und späterer Entschleierung findet sich in unterschiedlicher Form bis heute in Konzepten für private digitale Zahlungen wieder.

Bereits berichteten wir ueber Bitcoins Vorläufer: Die technische Entwicklung vor Bitcoin.