Förderjahr 2016 / Projekt Call #11 / ProjektID: 1886 / Projekt: QUASIKOM
Das Transport-Layer-Security (TLS) Protokoll ist das am weitesten verbreitete und am häufigsten verwendete Protokoll für sichere Kommunikation im Internet. TLS befindet in der TCP/IP-Protokoll-Hierarchie oberhalb der TCP-Schicht und verwendet die von TCP bereitgestellten Sockets um daraus sichere Socket-basierte Verbindungen zu erzeugen, die dann den Programmen in der Anwendungsschicht zur Verfügung gestellt werden. Eines der wesentlichen Merkmale von TLS ist dass es bei richtiger Konfiguration Ende-zu-Ende-Sicherheit garantiert, d.h. Ende-zu-Ende-Authentifizierung und Ende-zu-Ende-Verschlüsselung zwischen einem Client und einem Server. Das TLS Protokoll ist ein integraler Bestandteil von Webbrowsern, Email-Clients, Instant-Messaging-Programmen und vielen anderen Applikationen, die fast jeder täglich verwendet. Insbesondere wären ohne sichere Ende-zu-Ende-Verschlüsselung viele wichtige Online-Anwendungen nicht möglich, d.h. es würde weder soziale Netzwerke wie Facebook noch Online-Banking und auch keine Cloud-Dienste geben. Neben dem eigentlichen TLS Protokoll, welches wie erwähnt auf TCP aufsetzt, gibt es noch eine Datagramm-Variante, genannt Datagram TLS (DTLS), die für verbindungslose (und somit unzuverlässige) Transportprotokolle wie UDP ausgelegt ist. DTLS ist insbesondere für drahtlose Netzwerke geeignet, die sich durch relativ geringe Bandbreite und hohe Paketfehlerraten auszeichnen, da unter diesen Bedingungen Datagrammtransport einfacher zu implementieren ist und weniger Overhead als ein zuverlässiges Transportprotokoll wie TCP verursacht. Ebenso wie TLS wurde auch DTLS von der Internet Engineering Task Force (IETF) entwickelt und ist in RFC 6347 in der nach wie vor aktuellen Version 1.2 spezifiziert.
Um zu demonstrieren, dass Post-Quanten-Kryptografie für das Internet der Dinge geeignet ist, wurde der im Rahmen des QUASIKOM Projekts entwickelte Prototyp des NTRU Verschlüsselungssystems in eine Open-Source-Implementierung des DTLS Protokolls integriert.