Elektronische Geldsysteme stellen ein digitales Äquivalent zu herkömmlichen Bargeld dar. In ihrer einfachsten Form bestehen elektronische (Offline-) Geldsysteme aus drei Protokollen zum Abheben, Bezahlen und Einlösen elektronischer Münzen zwischen drei Parteien - der Bank, den Kunden und den Händlern. Die wichtigsten Sicherheitsanforderungen sind Unfälschbarkeit elektronischer Münzen, Identifikation von Double-Spendern und Anonymität der ehrlichen Kunden. Abhängig von ihrer Anwendung können elektronische Geldsysteme zusätzliche Eigenschaften wie Teilbarkeit, Fairness und Einsatz von Observern besitzen. - Ein teilbares elektronisches Geldsystem ermöglicht einem Kunden in jeweils einer Transaktion eine Geldbörse mit dem Geldwert K abzuheben und mit einer Münze mit dem Wert k zu bezahlen. Typischerweise sind K und k Zweierpotenzen mit K = 2^L und k = 2^l. - In einem fairen elektronischen Geldsystemen kann eine Trusted-Third-Party (TTP) die Anonymität in Verdachtsfällen aufheben, um perfekte Verbrechen zu verhindern. - Ein elektronisches Geldsystem mit Observern garantiert nicht nur das Aufspüren von Double-Spendern, sondern das unmittelbare Verhindern eines Double-Spendings.Ziel der Dissertation ist die Konstruktion sicherer und effizienter fairer teilbarer elektronischer Geldsysteme mit Observern. Da die Literatur unterschiedliche Sicherheitsdefinitionen bereit stellt, werden zunächst neue Sicherheitsziele entwickelt, die die in der Literatur bestehenden umfassen und insbesondere mehr Schutz für Kunden vor einer korrupten Bank bieten.Wir konstruieren ein teilbares elektronisches Geldsystem, das die neuen Sicherheitsanforderungen im Random-Oracle-Modell erfüllt und bei dem der Datentransfer aller Protokolle unabhängig vom Geldwert ist. Um ein möglichst effizientes System zu erhalten, stellen wir zudem ein neues Signaturverfahren mit effizienten Protokollen vor, das optimal an dieses angepasst ist. Zusätzlich modifizieren wir das Geldsystem zu einem zweiten teilbaren Geldsystem, das effizienter aber nur noch unter Verwendung eines sogenannten Type-3-Pairings sicher ist.Dann werden beide Geldsysteme zu fairen Systemen erweitert, die lediglich zwei zusätzliche Protokolle besitzen, um einen gewissen Kunden bzw. eine bestimmte Münze zu verfolgen. Somit ist die TTP in der Lage, die Anonymität (von verdächtigen Auszahlungen und Kunden) aufzuheben, während sie nur am entsprechenden Protokoll beteiligt ist. Des Weiteren modifizieren wir die Protokolle, damit Kunden unterschiedliche Geldbeträge abheben und Münzen mit beliebigem Geldwert zum Bezahlen verwenden können. Schließlich beschreiben wir, wie die (fairen) teilbaren elektronischen Geldsysteme auf verschiedene Weisen zu Geldsystemen mit Observern erweitert werden können.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
