DE102018204447A1

DE102018204447A1 - Automatisiertes Verfahren zum Schutz von elektronischen Daten zum Zwecke der Datenverarbeitung durch Dritte unter Einbezug transparenter und unterbrechungssicherer Vergütung

Info

Publication number: DE102018204447A1
Application number: DE102018204447.3A
Authority: DE
Inventors: Jean-Fabian Wenisch
Original assignee: Madana Ug (haftungsbeschrankt); Madana Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: INNOSIMP GMBH, DE
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2038-03-23
Also published as: DE102018204447B4; WO2019180152A1

Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein automatisiertes und modulares System (1000) mit einem Verfahren (100) zur Verfügung zu stellen, welches den Zugang zu Analyseergebnissen (62) auf der Grundlage verschiedener Arten von Daten (10) aus verschiedenen Quellen ermöglicht, wobei die Privatsphäre der Datenerzeuger (20) gewahrt bleibt und zugleich die Daten (10) selbst vor unberechtigten Zugriff geschützt werden. Das System (1000) und das Verfahren (100) sind außerdem allen Richtlinien der europäischen Datenschutzerklärung gerecht und bieten ferner eine Möglichkeit, die Teilnehmer für ihren Anteil der Daten (10) für die Analysenergebnisse (62) fair zu vergüten.

Description

Feld der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Schützen von elektronischen Daten nach Erzeugung bis hin zur Datenverarbeitung durch Dritte, wobei ein Datenempfänger ohne die Identität eines Datenerzeugers zu kennen, diesen vergüten kann.
Stand der Technik
Heutzutage umfasst die Digitalisierung immer mehr Bereiche unseres Lebens. Dadurch werden auch elektronische Daten eine immer wertvollere Ressource. Die Existenz von großen Datenströmen können demnach nicht nur neue Geschäfts- oder Politikmodelle, sondern auch neue Wirtschaftsmodelle erschaffen. Jedoch ist die digitale Information wie keine andere Ressource, die wir bisher kennen. Sie wird anders gewonnen, verarbeitet, bewertet und gehandelt.
Jeder heutzutage ist ein Datenerzeuger. Ein Beispiel ist die Anwendung von digitalen Services wie Apps, Browsers oder das Benutzen von sozialen Netzwerken wie Facebook, Twitter, Instagram und co. Auch erzeugt jedes elektronische Gerät welches dem Menschen hilft, wie Temperatursensoren in Räumen, Fräsmaschinen, Pulszähler etc., elektronische Daten, die auswertbar und daher wertvoll sind. Jedoch kann der Datenerzeuger meistens nicht frei über seine Daten bestimmen. Es ist üblich, dass der Datenerzeuger die Rechte seiner Daten an einen Serviceanbieter abgibt, indem er, um den Service nutzen zu können, die intransparenten Geschäftsbedingungen des Dienstleisters zustimmen muss. Vor allem große Unternehmen nehmen dann diese Daten um Profit zu schlagen, ohne jedoch, dass der Datenerzeuger diese Daten kontrollieren kann oder auch nur selbst am Profit beteiligt wird.
Aus der internationalen Anmeldung WO 2000075888 A1 ist ein System für die Transaktion von elektronischen Daten zwischen einem Käufer und mindestens einem Verkäufer bekannt. Zwischen dem Käufer und Verkäufer wird ein drittes Glied, ein Administrationsnetzwerk, eingeschaltet, welches die Daten (finanzielle Kapazität, Authentizität, etc.) beider Seiten kennt. Das dritte Glied kann somit bei einer Transaktion überprüfen ob beide Seiten die benötigten Kapazitäten mitbringen. Das Administrationsnetzwerk hierbei basiert auf einem Server und einer Verkaufssoftware, die auf eine Datenbank, in der die privaten Daten der Käufer und Verkäufer gespeichert sind, zugreifen kann. Die Datenbank hier ist also auf einer zentralisierten Datenverwaltung gespeichert. Wie aus den Nachrichten bekannt, werden eben diese zentralisierten Datenserver immer häufiger von Hacker angegriffen und die Daten geklaut. Das stellt vor allem für die Datenerzeuger eine enorme Gefahr da, wenn persönliche Daten wie Bankverbindungen, Adressen und Telefonnummern etc. in die Hände von ungewollten Parteien gelangen.
Es ist daher wünschenswert ein automatisiertes und modulares System zur Verfügung zu haben, welches ein Verfahren zur Beseitigung der oben genannten Nachteile implementiert. Weiterhin wäre ein Verfahren und ein System wünschenswert, welches den Zugang zu Analyseergebnissen auf der Grundlage verschiedener Arten von Daten aus verschiedenen Quellen ermöglicht, wobei die Privatsphäre der Datenerzeuger gewahrt bleibt, sowie die Daten selbst vor unberechtigten Zugriff geschützt werden. Zudem wäre es wünschenswert, wenn das System und das Verfahren allen Richtlinien der europäischen Datenschutzerklärung gerecht werden und eine Möglichkeit bieten könnten, die Teilnehmer für ihren Anteil der Daten für die Analysenergebnisse fair zu vergüten.
Zusammenfassung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein automatisiertes und modulares System zur Verfügung zu stellen, welches ein Verfahren zur Beseitigung der Nachteile des Stands der Technik implementiert. Zu der Aufgabe der Erfindung gehört weiterhin ein Verfahren und ein System bereitzustellen, welches den Zugang zu Analyseergebnissen auf der Grundlage verschiedener Arten von Daten aus verschiedenen Quellen ermöglicht, wobei die Privatsphäre der Datenerzeuger gewahrt bleibt und zugleich die Daten selbst vor unberechtigten Zugriff geschützt werden. Das System und das Verfahren sind außerdem allen Richtlinien der europäischen Datenschutzerklärung gerecht und bieten ferner eine Möglichkeit, die Teilnehmer für ihren Anteil der Daten für die Analysenergebnisse fair zu vergüten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Sicherheitsschutz von Daten eines Datenerzeugers, geeignet für eine Verarbeitung durch einen Dritten, umfassend:

- Aufnahme der Daten durch ein Nutzergerät des Datenerzeugers und eine erste Anwendung;
- Abrufen eines global gültigen Datenmodells über eine zweite softwarebasierte Schnittstelle mit Schnittstelle zur ersten Anwendung;
- Normieren der Daten über die zweite softwarebasierte Schnittstelle anhand des global gültigen Datenmodells;
- Speicherung der normierten Daten in einer lokalen verschlüsselten Datenbank, wobei Anzahl und Typ der verschlüsselten Daten einem Hauptserver mitgeteilt werden;
- Aufrufen einer Analysenprozessierung, welche sich auf einer separaten physikalischen Einheit zu dem Hauptserver befindet und in einer gesicherten Ausführungsumgebung ausgeführt wird, wenn der Hauptserver eine Anfrage erhält, wobei einem Anfragenden vom Hauptserver ein erstes Schlüsselpaar zugeordnet wird;
- dynamisches Generieren eines zweiten Schlüsselpaars durch die Analysenprozessierung zur Laufzeit;
- Senden eines öffentlichen Schlüssels aus dem zweiten Schlüsselpaar an den Datenerzeuger, womit der Datenerzeuger die angefragten Daten vor einer Übertragung zum Hauptserver und dann zur Analysenprozessierung, verschlüsselt;
- Transferieren der verschlüsselten Daten über den Hauptserver zurück an die Analysenprozessierung, von wo aus mit einem privaten Schlüssel aus dem zweiten Schlüsselpaar die angefragten Daten innerhalb der gesicherten Ausführungsumgebung entschlüsselt und analysiert werden und ein Analysenergebnis erzeugt wird;
- Senden des Analysenergebnisses, welches mit einem öffentlichen Schlüssel aus dem ersten Schlüsselpaar des Anfragenden verschlüsselt wird, der

Analysenprozessierung an den Hauptserver zur Einsicht des Anfragenden wobei nur der Anfragende mit Hilfe eines privaten Schlüssels aus dem zweiten Schlüsselpaar des Anfragenden das Analyseergebnis entschlüsseln kann, sodass das Analysenergebnis nur vom Auftragenden und die Daten nur vom Datenerzeuger eingesehen werden können um somit den Sicherheitsschutz der Daten bei der Verarbeitung von Dritten zu gewährleisten.
Unter Daten versteht man im Allgemeinen Angaben, (Zahlen-)Werte oder formulierbare Befunde, die durch Messung, Beobachtung u. a. gewonnen wurden. Erfindungsgemäß sind Daten alle elektronisch erfassten Informationen, die auf ein Objekt oder Ereignis zutreffen. Bei einer Verarbeitung von Daten werden Daten als Zeichen (oder Symbole) definiert, die Informationen darstellen und die dem Zweck der Verarbeitung dienen. Im Datenschutzrecht sind im Wesentlichen die personenbezogenen Daten gemeint, d. h. Angaben über natürliche Personen, wie beispielsweise das Geschlecht, das Geburtsdatum oder der Wohnort. Die Richtlinie 95/46/EG zum Schutz natürlicher Personen bei der Verarbeitung personenbezogener Daten und zum freien Datenverkehr ist eine 1995 erlassene Richtlinie der Europäischen Gemeinschaft zum Schutz der Privatsphäre von natürlichen Personen bei der Verarbeitung von personenbezogenen Daten. Die Richtlinie beschreibt Mindeststandards für den Datenschutz, die in allen Mitgliedstaaten der Europäischen Union durch nationale Gesetze sichergestellt werden müssen. In Deutschland ist die Europäische Datenschutzrichtlinie erst durch das Gesetz zur Änderung des Bundesdatenschutzgesetzes und anderer Gesetze vom 18. Mai 2001 umgesetzt worden, das am 23. Mai 2001 in Kraft trat. Es ist ein Anspruch der Erfindung diesen Richtlinien zu genügen. Hierbei werden mehrere Daten auch Datensätze genannt und werden als Synonyme verwendet.
Ein Datenerzeuger kann eine natürliche Person sein, die Informationen über sich, wie beispielsweise ihre Kleidergrößen beim Onlineeinkauf eingibt. Ein Datenerzeuger kann eine juristische Person oder Personengemeinschaft sein. Datenerzeuger kann auch eine Maschine sein, die Daten entweder selbst durch Ausführung von Anweisungen erzeugt, oder Sensorik enthält, die z.B. die Temperatur eines Raumes erfasst.
Unter einem Dritten versteht man jede Person bzw. Instanz, die nicht in den Daten des Datenerzeugers repräsentiert wird. Beispielsweise ist es oft eine Plattform, die Nutzer nur verwenden können (Facebook, Twitter, Google + etc), indem sie sich einverstanden geben, dass gewisse Rechte ihrer Daten auf den Anbieter (Dritten) übertragen werden. Jeglicher Broker, der Daten von einem Anbieter zu einem Käufer leitet und dabei in den Erhalt der Daten kommt, ist ein Dritter. Auch ein direkter Käufer von Nutzerdaten ist in diesem Sinne ein Dritter.
Ein Nutzergerät kann jegliche elektronische Anwendung beinhalten welches eine Eingabe und eine Ausgabe, bzw. Schnittstelle hat um die Daten zu verarbeiten. Das Nutzergerät kann weiterhin jede Art von Datenverarbeitungsgerät aufweisen, welches in der Lage ist Daten über ein Netzwerk zu erhalten und zu übertragen. Beispielsweise kann das Nutzergerät ein Computer, ein Handy, ein Laptop, ein Tablet, ein Server, eine intelligente Uhr oder jegliche Kombination dieser Geräte sein. Das Nutzergerät ist dafür da, die Daten eines Datenerzeugers aufzunehmen. Im Falle einer Maschine als Datenerzeuger, ist der Datenerzeuger gleich dem Nutzergerät.
Das Nutzergerät weist eine erste Anwendung auf. Die erste Anwendung ist eine Software (Applikation), die Daten aufnehmen kann. Die Aufnahme kann durch verschiedene Quellen erfolgen. Die Aufnahme kann beispielsweise durch eine direkte Eingabe eines Nutzers, bzw. Datenerzeugers in das Nutzergerät, oder durch gemessene Daten durch entsprechende Sensoren auf dem Gerät oder in seiner Umgebung erfolgen. Auch durch externe Quellen, wie vorhandene Datenbanken aus beispielsweise dem Internet, kann die Datenaufnahme auf das Nutzergerät erfolgen.
Nachdem die erste Anwendung des Nutzergerätes Zugriff auf die Datenquellen erhalten hat, kann es eine zweite softwarebasierte Schnittstelle aufrufen, welches einen neuen Speicherschritt initiiert. Die zweite softwarebasierte Schnittstelle kann in eine Datenschnittstelle und in eine Verbindungsschnittstelle unterteilt werden. Diese Schnittstellen sind z.B. Open Source und können flexibel in jede Art von Anwendung implementiert werden. Das hat den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren und System unabhängig eines Betriebssystems des Nutzers, bzw. Datenerzeugers angewandt werden kann. Diese beiden Schnittstellen können genutzt werden um alle Arten von Daten, die die Anwendung erzeugt zu verschlüsseln und zu speichern. Auch können die Schnittstellen die Metadaten erneuern (updaten), die auf dem Hauptserver gespeichert sind. Bevorzugt muss die Anwendung an sich Events auslösen, die zum Aktivieren vom Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt.
Beim Aufruf der zweiten softwarebasierten Schnittstelle durch die erste Anwendung auf dem Nutzergerät führt die Datenschnittstelle automatisch die Verbindungsschnittstelle aus und authentisiert sowohl den Nutzer als auch die Anwendung auf einem Hauptserver. Der Hauptserver validiert die zugesandten Informationen und antwortet mit einem geeigneten global gültigen Datenmodell, welches zu der Datenschnittstelle umgeleitet wird und mit welches die Daten rekonstruiert, bzw. normiert werden, bevor diese gespeichert werden.
Ein Datenmodell bestimmt wie die Struktur der Daten definiert ist und in welcher Form die Daten gespeichert werden. Datenmodelle werden eingesetzt bei allen teilnehmenden Datenschnittstellen um eine übergeordneten Standard für jede Art von Daten bei verschiedenen Anwendung herzustellen. Das erfindungsgemäße Datenmodell ist global gültig. Es definiert wie Werte in einer lokal verschlüsselten Datenbank gespeichert werden. Weiterhin kann man mit Hilfe des Datenmodells Regelverstöße erkennen, welches den Vorteil hat, dass ein konstanter Grad an Qualität und Einheitlichkeit gewährleistet werden kann. Das global gültige Datenmodell definiert verschiedene Einheiten, Länge und Struktur der gespeicherten Daten, sodass eine weitere Fortführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Analysenprozessierung möglich ist. Die weitere Fortführung ist nur möglich, wenn die Daten genau, zuverlässig und einheitliche formatiert sind. Die Anwendung an sich muss auch sicherstellen, dass die erzeugten Daten den Voraussetzungen des Datenmodels genügen. Sollten die Daten nicht diesen Voraussetzungen genügen, werden die Daten nicht von der Datenschnittstelle akzeptiert und eine weitere Fortführung setzt in diesem Falle aus. Die Normierung basiert auf einer Interpretation der Daten bevor die Daten in eine lokale Datenbank gespeichert werden. Der Normierungsprozess formatiert die Daten um und erzeugt eine einheitliche Datendarstellung mit festen und diskreten Spalten anhand des Datenmodells. Die Normierung hat den Vorteil, dass durch eine Konformität der Daten eine einfachere und sichere, bzw. möglichst fehlerfreie Weiterverarbeitung der Daten gewährleistet ist. Alle Datenmodelle werden in der Hinsicht bereitgestellt, dass sie dem Standard oder anderen Konventionen entsprechen. Das global gültige Datenmodell wird über eine Schnittstellt zur ersten Anwendung abgerufen. Das Datenmodell wird über den Hauptserver abgerufen.
Unter einer lokalen Datenbank versteht man eine verschlüsselte Speichereinheit, in der Daten konsistent effizient, widerspruchsfrei und dauerhaft gespeichert werden. Die Datenschnittstelle erlaubt der verbundenen Anwendung die Löschung, Speicherung, Abrufen und Änderung von Informationen aus dem Datenbestand, welche auf den global gültigen Datenmodellen beruhen. Die Datenmodelle beinhalten auch Merkmale anderer, gängiger Datenbanken. Diese sind beispielsweise Formatierung von fester Spaltenbreite und die entsprechenden Tabellen sind begrenzt auf bestimmte Datentypen. Einträge in der Datenbank könne der Tuple Definition innerhalb der relationalen Algebra entsprechen wobei alle Werte durch Separatoren getrennt werden.
Sobald die Daten mit Referenz auf das Datenmodell validiert wurden, erstellt die Datenschnittstelle eine Verbindung zur lokalen Datenbank und fragt den Nutzer nach einem Sicherheitsschlüssel. Der Sicherheitsschlüssel ist typischerweise auf einem Nutzergerät gespeichert und durch ein Passwort geschützt. Daraufhin verschlüsselt die Datenschnittstelle die Daten und fügt diese basierend auf dem Datenmodell in die lokale Datenbank ein.
Wenn die Daten erfolgreich in der lokalen Datenbank gespeichert sind, löst die Datenschnittstelle die Verbindungsschnittstelle aus, welches dann eine Nachricht an den Hauptserver schickt, worin die Information über den Typ (gemäß dem Datenmodell) und Anzahl der Datensätze die gespeichert wurden, enthalten sind. Der Hauptserver verarbeitet die Nachricht und speichert die entsprechenden Wert in einem mit dem Hauptserver verbundenen Datenspeicherungssystem.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet ferner Verfahrensschritte zum Erzeugen von Analysenergebnissen. Diese werden ausgelöst durch eine Anfrage nach Analysenergebnissen. Ein Anfragender muss sich zunächst auf einer Plattform, verbunden mit dem Hauptserver, registrieren und dabei den öffentlichen Schlüssel aus einem ersten Schlüsselpaar zu hinterlegen. Das erste Schlüsselpaar besteht aus einem öffentlichen und einen privaten Schlüssel. Auf den privaten Schlüssel des ersten Schlüsselpaars kann nur der Anfragende zugreifen. Sollte der Anfragende eine neue Analyse erstellen wollen, muss dieser in der Anfrage eine Absicht spezifizieren. Die Anfrage muss bezogen auf das global gültige Datenmodell eine Auswahl (z.B. Anzahl und Typ) der zu sammelnden und analysierenden Daten von Datenerzeugern enthalten. Das Verfahren errechnet sich daraus einen Kostenvoranschlag, bzw. ein notwendiges Budget, die externe Preise, ähnliche durchgeführte Analysen und aktuelle Preise der Datenerzeuger in Erwägung zieht. Der Anfragende kann dann diesen Kostenvoranschlag akzeptieren, woraufhin die Anfrage an den Hauptserver gesendet wird.
Der Hauptserver wählt nach dem Akzeptieren der Anfrage, über ein geeignetes Scheduling-Verfahren wie beispielsweise dem Rundlauf-Verfahren (engl. : Round Robin) einen Node aus einem mit dem Hauptserver verbunden Netzwerk aus und ruft eine weitere Instanz, in dem Falle Analysenprozessierung genannt, auf. Unter einem Node versteht man ein elektronisches Gerät in einem Telekommunikationsnetzwerk welcher sich als Kommunikationsendpunkt aktiv über einen Kommunikationskanal mit dem Hauptserver verbindet um auf Anweisung des Hauptservers hin bestimmte Aufgaben zu übernehmen. Unter einer Analysenprozessierung versteht man eine alleinstehende Anwendung, welches sich auf einer separaten physikalischen Einheit zu dem Hauptserver befindet. Es ist wesentliche für die Erfindung, dass die separate physikalische Einheit eine gesicherte Ausführungsumgebung, also eine Trusted Execution Environment (bspw. von AMD, Intel) aufweist und diese unterstützt. Die gesicherte Ausführungsumgebung stellt eine sichere und vertrauenswürdige Laufzeitumgebung für Anwendungen zur Verfügung. Dabei kann die gesicherte Ausführungsumgebung isoliert auf einem separaten Prozessor, direkt auf dem Hauptprozessor eines Computersystems oder in einem Chip eines Multiprozessor-Systems existieren. Die gesicherte Ausführungsumgebung bietet End-to-End Schutz indem es geschützte Ausführung von autorisiertem Code, Datenschutz, Netzintegrität und eingeschränkte Datenzugriffsrechte unterstützt. Die gesicherte Ausführungsumgebung bietet demnach der Analysenprozessierung eine geeignete Hardwareumgebung, die gesicherte Datenspeicherung und Datenprozessierung möglich macht, und gleichzeitig vor Softwareangriffen schützt, die versuchen in die Anwendung einzugreifen und unberechtigt Zugang zu den Daten der Datenerzeuger zu erlangen.
Die Analysenprozessierung generiert nach Erhalt und Verifizierung der Informationen aus der Anfrage durch den Hauptserver ein zweites Schlüsselpaar dynamisch zur Laufzeit. Das zweite Schlüsselpaar besteht aus einem öffentlichen und privaten Schlüssel. Der öffentliche Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars wird zusammen mit Integritätsinformation, wie zum Beispiel der Signatur der ausgeführten Anwendung, Informationen über das - Vorhandensein des - Trusted Execution Environment, von der Analysenprozessierung an den Hauptserver gesendet, woraufhin der Hauptserver die Integrität der Analysenprozessierung prüft. Sollte die Prüfung der Integrität nicht hinreichend sein, wählt der Hauptserver basierend auf dem definierten Scheduling-Verfahren einen anderen Node aus dem Netzwerk und ruft eine weitere Analysenprozessierung und validiert wie oben beschrieben die Integritätsinformationen. Dieser Vorgang wird solange wiederholt bis ein geeigneter Node gefunden werden konnte.
Der Hauptserver sucht dann in seinen Datensicherungssystemen anhand des angegebenen Datenmodells nach den entsprechenden Datenerzeugern. Wie in den vorherigen Verfahrensschritten bekannt, werden von allen Datenerzeugern die Größe der Daten bzw. Datensätze durch den Hauptserver erfasst, sobald neue Daten erzeugt werden. DISCLAIMER: Da die Metainformationen ggf. auch sensible Informationen enthalten können, kann je nach Datenmodell auch darauf verzicht werden. Hierbei wird dann jeder Datenerzeuger gefragt. Der Hauptserver, als ein Dritter, kann und darf, um den Datenschutzlinien gerecht zu werden, jedoch keinen Zugriff auf die Daten der Datenerzeuger haben, da diese die Zustimmung des Datenerzeugers bedarf. Danach sendet die Analysenprozessierung den öffentlichen Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars an den Datenerzeuger, sodass der Datenerzeuger die angefragten Daten vor einer Übertragung zum Hauptserver und dann zur Analysenprozessierung mit dem Schlüssel verschlüsseln kann. Die mit dem öffentlichen Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars (auch zweiter öffentlicher Schlüssel genannt) verschlüsselten Daten werden dann an die Analysenprozessierung mit der gesicherten Ausführungsumgebung gesandt, sodass nur die auserwählte Analysenprozessierung Zugriff auf die ursprünglichen Daten der Datenerzeuger hat.
Für das Senden des zweiten öffentlichen Schlüssels an die Datenerzeuger, stellt der Hauptserver eine Verbindung zu den Datenerzeugern her. Nachdem die Verbindung initiiert wurde, transferiert der Hauptserver den öffentlichen Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars und eine Teilnahmeanfrage an den Datenerzeuger, worin eine Absicht der ursprünglichen Anfrage mitgeliefert ist. Weiterhin beinhaltet die Teilnahmeanfrage den öffentlichen Schlüssel des ersten Schlüsselpaars, welches dem Anfragenden zugeteilt wurde, um Informationen über den Anfragenden zu geben und diesen zu identifizieren. Der einzigartige digitale Fingerabdruck des öffentlichen Schlüssels des ersten Schlüsselpaares, identifiziert den Anfragenden eindeutig im System und wird an den Hauptserver weitergeleitet um weitere Informationen (z.B. was für Informationen schon angefragt worden sind) abzurufen. Der Datenerzeuger kann nun die Teilnahme verweigern und den Verfahrensschritt beenden, oder erwidert es mit einer Wallet ID und einen Kostenvoranschlag für seinen Teil der angefragte Daten an den Hauptserver. Nachdem der Hauptserver die Wallet ID und den Kostenvoranschlag des teilnehmenden Datenerzeugers erhalten hat, leitet der Hauptserver diese weiter an die Analysenprozessierung. Die Analysenprozessierung kann nun feststellen ob der angegebene Kostenvoranschlag des Datenerzeugers eine Teilmenge des Kostenvoranschlags des Anfragenden darstellt und sendet darauf einen Befehl ACK (acknowledged) oder NAK (not acknowledged) zurück an den Hauptserver, der es an die teilnehmenden Datenerzeuger weiterleitet. Falls der Datenerzeuger ein NAK erhält, endet das Verfahren. Bei einem ACK entschlüsselt der Datenerzeuger seine lokale Datenbank, erstellt eine Kopie der gewünschten Datensätze und verschlüsselt diesen dann mit dem öffentlichen Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars und überträgt diese dann an den Hauptserver. Demnach kann nur noch die Analysenprozessierung die Daten einsehen, da es die einzige Instanz ist, die den privaten Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars besitzt.
Die Analysenprozessierung überprüft nun ob die Anzahl der erhaltenden Datensätze gleich der Anzahl der angefragten Daten ist, die in der Anfrage spezifiziert wurden. Ist die Anzahl nicht deckungsgleich, geht die Analysenprozessierung in einen Wartemodus und bei gleicher Anzahl fängt die Analysenprozessierung den Prozess der Analyse an. Dieser Verfahrensschritt fängt mit einem Befehl zur Anfrage von Daten, welches an den Hauptserver gesendet wird, an. Der Hauptserver erwidert den Befehl und transferiert alle betreffenden verschlüsselten Datensätze, die die Analysenprozessierung mit dem privaten Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars in der gesicherten Ausführungsumgebung daraufhin entschlüsselt. Um fehlerhafte Daten zu umgehen, erfordert die Analysenprozessierung einen Sicherheitscode (Algorithmus der auf das Datenmodell angepasst ist) des Hauptservers an, welches die Datenintegrität der einzelnen Datensätze sicherstellt und führt diesen aus. Die Datenerzeuger der fehlerfreien Datensätze werden vom Analysenprozessierung dem Hauptserver mitgeteilt und dieser startet einen Zahlungsvorgang für jeden überprüften Datenerzeuger. Die Datenerzeuger mit fehlerhaften Datensätze werden im Hauptserver markiert um die Qualität der Datensätze in der Zukunft zu garantieren.
Parallel zu dem Zahlungsvorgang kann die Analysenprozessierung externe Plug-in Algorithmen von verschiedenen Plug-in Anbietern anfragen. Diese Plug-ins müssen den Anforderungen der Anfrage genügen. Der externe Code/Algorithmus wird von der Analysenprozessierung benutzt um die Daten auf die Art und Weise zu prozessieren, wie es in der Anfrage spezifizierte wurde. Der externe Plug-in kann schon vorher von jedem auf den Hauptserver hochgeladen und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Falls ein Plug-in Code für die Analyse der Daten ausgeführt wird, kann der Anbieter aus dem Budget der Anfrage vergütet werden.
Nachdem die Analysenprozessierung die entschlüsselten Daten analysiert und ein Analysenergebnis erstellt hat, wird dieses mit dem öffentlichen Schlüssel des ersten Schlüsselpaars, welches dem Anfragenden zu Anfang des Verfahrens bereitgestellt wurde, verschlüsselt. Das verschlüsselte Analysenergebnis wird von der Analysenprozessierung an den Hauptserver zur Einsicht des Anfragenden gesendet. Nach dem Erhalt des verschlüsselten Analysenergebnisses auf der Seite des Hauptservers leitet die Analysenprozessierung eine Selbstvernichtung ein. Damit werden auch alle Daten innerhalb der Analysenprozessierung unwiderruflich gelöscht. Nur der Anfragende kann nun auf das verschlüsselte Analysenergebnis auf dem Hauptserver zugreifen und diesen mit seinem privaten Schlüssel des ersten Schlüsselpaars entschlüsseln. Somit kann das Analysenergebnis nur vom Auftragenden und die Daten nur vom Datenerzeuger eingesehen werden um und gewährleistet demnach den Sicherheitsschutz der Daten bei der Verarbeitung von Dritten.
Der angewandte Zahlungsvorgang basiert auf Mikrotransaktionen auf einer sogenannten Blockchain und wird automatisch vom Hauptserver durchgeführt. Das Bezahlen der teilnehmenden Datenerzeuger und der Plug-in Anbieter kann auf sogenannten Smart Contracts basieren. Als Smart Contract (smarte Verträge) bezeichnet man Code, welcher im Blockchain Netzwerk gespeichert, verifiziert und ausgeführt wird. Da diese Programme auf der Blockchain gespeichert sind und in einer für die Blockchain spezifischen VM-Umgebung ausgeführt werden, haben sie einzigartige Eigenschaften im Vergleich zu anderen Programmtypen. Sie sind beispielsweise für alle Beteiligten transparent und unterbrechungssicher. Das Programm an sich wird in der Blockchain aufgezeichnet und ermöglicht eine Speicherung und Transferierung von Kryptowährung, wobei keine weitere Instanz sich in den Vorgang einmischen kann.
Bei einer neuen Anfrage überträgt der Anfragende eine bestimmte Menge an Kryptowährung in den Smart Contract und diese Interaktion ruft eine spezifische Methode im Smart Contract auf, welche einen neue Transaktion initiiert. Der Smart Contract fügt daraufhin einen einzigartigen Identifikator an eine neu erstellte Nachricht hinzu. Der Hauptserver erhält die Anfrage und speichert den Identifikator und wartet daraufhin bis der Block mit der Zahlung des Anfragenden in der Blockchain verarbeitet wurde, was dem Hauptserver signalisiert, dass das für die Bezahlung aller beteiligten Parteien notwendige Budget nun hinterlegt ist. Die Analysenprozessierung sendet eine Information an den Hauptserver, dass die teilnehmenden Datenerzeuger nun validiert wurden, nachdem sie die Daten mit dem privaten Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars entschlüsselt hat. Der Hauptserver ruft daraufhin eine Zahlungsfunktion innerhalb des Smart Contracts auf, in der die Werte der Wallet ID und die Kostenvoranschläge der Datenerzeuger übergeben werden und übersendet den vorher geholten Identifikator. Wesentlich hierbei ist, dass der Hauptserver, der der Eigentümer des Smart Contracts ist, die einzige Instanz darstellt, die die Zahlungsfunktion aufrufen kann, damit keine Manipulation stattfinden kann. Der Smart Contract durchläuft dann alle erhaltenen Einträge von Werten und verwendet das vorher erhaltenden Budget vom Anfragenden um die Datenerzeuger per Mikrotransaktionen zu vergüten. Hiernach ruft der Hauptserver gegebenenfalls eine weitere Zahlungsfunktion für den Plug-in Anbieter auf, die die Werte der Wallet ID der Plug-in Anbieter an den Smart Contract übermittelt und aus dem übrig gebliebenen Budget die Plug-in Anbieter vergütet.
Die Kommunikation der verschiedenen Instanzen (Nutzergerät, Hauptserver, Analysenprozessierung) findet unabhängig vom ausführenden System über eine Netzwerkschnittstelle, basierend auf TCP/IP, statt. Die Verbindung an sich wird mit TLS, welches sich auf das Diffie-Hellman-Verfahren stützt, sichergestellt. Das Diffie-Hellman-Verfahren (DHE), bzw. der Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch ist ein Protokoll zur Schlüsselvereinbarung. Es ermöglicht, dass zwei Kommunikationspartner über eine öffentliche, abhörbare Leitung einen gemeinsamen geheimen Schlüssel (Shared Secret) vereinbaren können, den nur diese kennen und ein potenzieller Dritter, als Lauscher nicht berechnen kann. Der dadurch vereinbarte Schlüssel wird anschließend verwendet um die zu transferierenden Daten symmetrisch zu verschlüsseln. Diese sogenannte Forward Secrecy (vorwärts gerichtete Geheimhaltung) kann durch die Verwendung von DHE-RSA, DHE-DSA erreicht werden. Um die Sicherheit der Verbindung zu erhöhen, können Chiffriermethoden basierend auf elliptischen Kurven angewandt werden, welche in ECDHE-RSA, ECDHE-ECDSA benutzt werden um eine Perfect Forward Secrecy (perfekt vorwärts gerichtete Geheimhaltung) zu etablieren.
Um die Integrität aller teilnehmenden Prozesse zu gewährleisten, muss jeglicher Code von einer Zertifizierungsstelle (Certificate Authority) des Hauptservers abgezeichnet werden. Dafür werden Skripte verwendet, die einen kryptografischen Hash benutzen um die Authentizität und Integrität des Codes zu validieren. Hauptsächlich wird der Hash benutzt um zu verifizieren, dass der Code nicht modifiziert wurde und die richtige Version vorliegt. Sollte dieser Fall nicht vorliegen, wird das Verfahren unterbrochen.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit ein Verfahren bereit, welches die Nachteile des Stands der Technik überwindet und den Zugang zu Analyseergebnissen auf der Grundlage verschiedener Arten von Daten aus verschiedenen Quellen ermöglicht, wobei die Privatsphäre der Datenerzeuger gewahrt bleibt und zugleich die Daten selbst vor unberechtigten Zugriff geschützt werden. Das Verfahren wird außerdem allen Richtlinien der europäischen Datenschutzerklärung gerecht und bietet ferner eine Möglichkeit, die Teilnehmer für ihren Anteil der Daten für die Analysenergebnisse fair zu vergüten.
In einer alternativen Ausführungsform ist die zweite softwarebasierte Schnittstelle in eine Datenschnittstelle und eine Verbindungsstelle unterteilt ist, wobei die Datenschnittstelle die erzeugten Daten auf Typ und Anzahl prüft und die Verbindungsschnittstelle eine Verbindung zum Hauptserver aufbaut, wobei der Hauptserver Regeln für eine Konformität der Daten anhand des global gültigen Datenmodells an die zweite softwarebasierte Schnittstelle zurücksendet, damit die Daten in der Datenschnittstelle nach den Regeln der Konformität normiert werden können. Die Normierung hat den Vorteil, dass durch eine Konformität der Daten eine einfachere und sichere, bzw. möglichst fehlerfreie Weiterverarbeitung der Daten gewährleistet ist. Auch ermöglicht es, als Reaktion auf eine Anfrage, eine genauere und schnellere Klassifizierung der Datentypen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Hauptserver eine Cloudanwendung oder eine dezentralisiere Anwendung. Einer der Vorteile von Cloud-Computing ist, dass man jederzeit und mit unterschiedlichen Geräten, egal ob stationär oder mobil, auf den jeweiligen Cloud-Service zugreifen kann. Dezentralisierte Anwendungen haben den Vorteil besonders sicher und zuverlässig zu sein. Datenmanipulation durch Unbefugte können mit dezentralisierten Anwendungen vermieden werden und Zahlungen können transparent durch ein Buchführungssystem, welches als Distributed-Ledger-Technologie (DLT) bezeichnet wird, nachvollzogen werden.
In einer anderen Ausführungsform wird die Verschlüsselung der lokalen Datenbank auf dem Nutzergerät durch gängige Algorithmen asymmetrisch oder symmetrisch vollzogen um den Datenbestand vor unberechtigten Zugriff zu schützen.
In einer Ausführungsform enthält die Anfrage des Anfragenden den Typ und Anzahl der für das Analysenergebnis benötigten Daten, sowie eine Identifikationskennung von einem ausführenden Algorithmen, sogenannte Plug-ins, wobei die ausführenden Algorithmen von Plug-in Anbieter zur Verfügung gestellt werden, sodass der Hauptserver die entsprechenden Datenerzeuger und Plug-in Anbieter für die Analyse der Daten des Anfragenden einbeziehen kann. Dies hat den Vorteil, dass eine Flexibilität bei der Wahl der auszuführenden Algorithmen gewährleistet ist, da diese von unabhängigen Hersteller angeboten werden können. Dadurch können attraktivere Preise durch den Wettbewerb entstehen. Eine Identifikationskennung gewährleistet die Sicherheit dieser externen Algorithmen der Plug-in Anbieter.
In einer weiteren Ausführungsform enthält die Anfrage eine Summe einer Vergütung für das Analyseergebnis, welche zusammen mit einer Wallet ID und einem Vergütungsanspruch des Datenerzeugers für seine Daten an die Analysenprozessierung gesendet wird, wobei die Analysenprozessierung überprüft ob der Vergütungsanspruch Teilmenge der Summe der Vergütung für das Analyseergebnis ist. Demnach kann eine faire Vergütung der der partizipierenden Teilnehmer gewährleistet werden. Daten werden nur von Datenerzeuger erworben, wenn der Preis der Daten im Preis des Angebots enthalten ist, um so Überziehung des Einkaufpreises zu vermeiden.
In einer anderen Ausführungsform erfolgt die Vergütung durch Kryptowährung um einen Verlauf der Vergütung transparent und unverfälschbar zu machen. Dabei ermöglicht nur die Verwendung von Smart Contracts und Kryptowährungen eine sichere und zuverlässige Automatisierung des Verfahrens.
In einer weiteren Ausführungsform stellt der Plug-in Anbieter der Analysenprozessierung einen ausführenden Algorithmus bereit, der die Daten analysieren kann, wobei der Plug-in Anbieter ein Teil aus der Summe der Vergütung bekommt, wenn der von ihm auf den Hauptserver hochgeladene ausführenden Algorithmus zur Verarbeitung der Daten benutzt wird, ohne dabei einen Zugriff auf die Daten des Datenerzeugers zu bekommen, welches den Datenschutz der Daten bei der Verarbeitung gewährleistet. Diese hat den Vorteil für den Plug-in Anbieter, dass eine Umgebung bereitgestellt wird, in dem der Anbieter seine Skripte (ausführenden Code/Algorithmus) hochladen kann um Daten zu verarbeiten. Der Plug-in Anbieter selbst braucht demnach keinen direkten Zugriff auf die Daten um die Daten zu vom ausführenden Algorithmus analysieren zu lassen. Somit erfüllt auch der Plug-in Anbieter die Datenschutzrichtlinien und muss ferner nicht selbst Daten organisieren um eine Vergütung für seinen Algorithmus zu bekommen.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein System zum Sicherheitsschutz von Daten eines Datenerzeugers, geeignet für eine Verarbeitung durch einen Dritten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, umfassend:

- Daten, die durch ein Nutzergerät des Datenerzeugers und einer ersten Anwendung aufgenommen werden;
- ein global gültiges Datenmodell, welches über eine zweite softwarebasierte Schnittstelle mit Schnittstelle zur ersten Anwendung abgerufen wird;
- Daten, die über die zweite softwarebasierte Schnittstelle anhand des global gültigen Datenmodells normiert werden;
- normierte Daten, die in einer lokalen verschlüsselten Datenbank gespeichert werden, wobei Anzahl und Typ der verschlüsselten Daten einem Hauptserver mitgeteilt werden;
- eine Analysenprozessierung, die sich auf einer separaten physikalischen Einheit zu dem Hauptserver befindet und in einer gesicherten Ausführungsumgebung ausgeführt und aufgerufen wird, wenn der Hauptserver eine Anfrage erhält, wobei einem Anfragenden vom Hauptserver ein erstes Schlüsselpaar zugeordnet wird;
- ein zweites Schlüsselpaar welches durch die Analysenprozessierung zur Laufzeit dynamisch generiert wird;
- ein öffentlicher Schlüssel aus dem zweiten Schlüsselpaar, welches an den Datenerzeuger gesendet wird, womit der Datenerzeuger die angefragten Daten vor einer Übertragung zum Hauptserver und dann zur Analysenprozessierung, verschlüsselt;
- verschlüsselte Daten des Datenerzeugers, die über den Hauptserver zurück an die Analysenprozessierung transferiert werden, von wo aus mit einem privaten Schlüssel aus dem zweiten Schlüsselpaar die angefragten Daten innerhalb der gesicherten Ausführungsumgebung entschlüsselt und analysiert werden und ein Analysenergebnis erzeugt wird;
- ein Analysenergebnis, welches mit einem öffentlichen Schlüssel aus dem ersten Schlüsselpaar des Anfragenden verschlüsselt wird und von der Analysenprozessierung an den Hauptserver zur Einsicht des Anfragenden gesendet wird,

Das erfindungsgemäße System stellt somit ein System bereit, welches die Nachteile des Stands der Technik überwindet und den Zugang zu Analyseergebnissen auf der Grundlage verschiedener Arten von Daten aus verschiedenen Quellen ermöglicht, wobei die Privatsphäre der Datenerzeuger gewahrt bleibt und zugleich die Daten selbst vor unberechtigten Zugriff geschützt werden. Das System wird außerdem allen Richtlinien der europäischen Datenschutzerklärung gerecht und bietet ferner eine Möglichkeit, die Teilnehmer für ihren Anteil der Daten für die Analysenergebnisse fair zu vergüten.
Zu beachten hierbei ist, dass das System alle gelehrten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Teil des erfindungsgemäßen, modularen und automatisieren Systems implementieren kann.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
Figurenliste

1 Verfahren zum Erzeugen von Daten eines Datenerzeugers
2 erfindungsgemäße Verfahren zum Schutz von elektronischen Daten im Zwecke der Datenverarbeitung durch Dritte unter Einbezug transparenter und unterbrechungssicherer Vergütung
3 Vergütungsvorgang eines Datenerzeugers und eines Plug-in Anbieters nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe von sogenannten Smart Contracts.

Detaillierte Beschreibung der Abbildungen
1 zeigt gemäß dem ersten Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens 100, bzw. System 1000, ein Verfahren zum Erzeugen von Daten 10 eines Datenerzeugers 20. Ein Nutzergerät 40 des Datenerzeugers 20 nimmt Daten 10 durch eine erste Anwendung 41 auf. Die Aufnahme 410 kann durch verschiedene Quellen 45, 46, 47 erfolgen. Die Aufnahme kann beispielsweise durch eine direkte Eingabe eines Nutzers, bzw. Datenerzeugers in das Nutzergerät 45, oder durch gemessene Daten durch entsprechende Sensoren auf dem Gerät oder in seiner Umgebung 46 erfolgen. Auch durch externe Quellen 47, wie vorhandene Datenbanken aus beispielsweise dem Internet, kann die Datenaufnahme 410 auf das Nutzergerät 40 erfolgen. Nachdem die erste Anwendung 41 Zugriff auf die Datenquellen 45, 46, 47 gewonnen hat, ruft 420 sie eine Methode in einer Datenschnittstelle 43 einer zweiten softwarebasierten Schnittstelle 42 auf, um eine neue Speicherung der Daten 10 zu initialisieren. Die Datenschnittstelle 43 triggert automatisch 430 eine Verbindungsschnittstelle 44, die auch zur zweiten softwarebasierten Schnittstelle 42 gehört, und authentifiziert 440 den Nutzer, bzw. Datenerzeuger 20 und die erste Anwendung 41 auf einem Hauptserver 50. Der Hauptserver 50 validiert die erhaltenden Informationen und erwidert 450 mit einem global gültigen Datenmodell 52, welches an die Datenschnittstelle 43 geleitet wird. Das Datenmodell wird benutzt um die Daten 10 nach einer Konformität zu normieren bevor es gespeichert wird. Die Normierung erfolgt 460 in der Datenschnittstelle 43. Sobald die Daten 10 mit Referenz auf das Datenmodell 52 normiert wurden, erstellt die Datenschnittstelle 43 eine Verbindung zu einer lokalen Datenbank 48 her und fragt den Nutzer 20 nach einem Sicherheitsschlüssel. Der Sicherheitsschlüssel ist typischerweise auf einem Nutzergerät 40 gespeichert und durch ein Passwort geschützt. Daraufhin verschlüsselt 470 die Datenschnittstelle 43 die Daten 10 und fügt diese in die lokale Datenbank ein 470. Wenn die Daten 10 erfolgreich in der lokalen Datenbank 44 gespeichert sind, löst die Datenschnittstelle 43 die Verbindungsschnittstelle 44 aus, welche dann eine Nachricht an den Hauptserver 50 schickt 480, worin die Information über den Typ (gemäß dem Datenmodell) und Anzahl der Datensätze 10, die gespeichert wurden, enthalten sind.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren 100, bzw. System 1000 zum Schutz von elektronischen Daten im Zwecke der Datenverarbeitung durch Dritte 30 unter Einbezug transparenter und unterbrechungssicherer Vergütung. Eine Anfrage 32 eines Anfragenden 34 nach einem Analysenergebnis 62 stellt einen ersten Schritt 510 des Verfahrens 100 dar. Der Anfragender 32 muss sich zunächst auf einer Plattform, verbunden mit dem Hauptserver 50 registrieren um ein erstes Schlüsselpaar zu erhalten 520. Das erste Schlüsselpaar besteht aus einem öffentlichen und einen privaten Schlüssel. Diese werden vom Hauptserver 50 den Anfragenden 32 zur Verfügung gestellt 520. Auf den privaten Schlüssel des ersten Schlüsselpaars kann nur vom Anfragenden 32 zugegriffen werden. Die Anfrage 34 muss eine Absicht spezifizieren. Die Anfrage 34 muss bezogen auf das global gültige Datenmodell 52 eine Auswahl (z.B. Anzahl und Typ) der zu sammelnden und analysierenden Daten 10 von Datenerzeugern 20 enthalten.
Der Hauptserver 50 ruft nach dem Akzeptieren der Anfrage 34 eine Analysenprozessierung 60 auf 530. Die Analysenprozessierung 60 verfügt über eine gesicherte Ausführungsumgebung. Die Analysenprozessierung 60 generiert nach Erhalt und Verifizierung der Informationen aus der Anfrage 34 durch den Hauptserver 50 ein zweites Schlüsselpaar dynamisch zur Laufzeit 610. Das zweite Schlüsselpaar besteht aus einem öffentlichen und privaten Schlüssel.
Der Hauptserver 50 sucht dann in seinen Datenbanken anhand des angegebenen Datenmodells 52 nach den entsprechenden Datenerzeugern 20. Wie in den vorherigen Verfahrensschritten 410 - 450 aus 1 bekannt, werden von allen Datenerzeugern 20 die Größe der Daten bzw. Datensätze 10 durch den Hauptserver 50 erfasst, sobald neue Daten 10 erzeugt werden. Danach sendet 620 die Analysenprozessierung 60 den öffentlichen Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars an den Datenerzeuger 20, sodass der Datenerzeuger 20 die angefragten Daten vor einer Übertragung zum Hauptserver 50 und dann zur Analysenprozessierung 60 mit selbigem Schlüssel verschlüsseln kann 210. Die mit dem öffentlichen Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars verschlüsselten Daten werden dann an die Analysenprozessierung 60 mit der gesicherten Ausführungsumgebung gesandt 220, sodass nur die auserwählte Analysenprozessierung 60 Zugriff auf die ursprünglichen Daten 10 der Datenerzeuger 20 hat.
Die Analysenprozessierung überprüft nun ob die Anzahl der erhaltenden Datensätze gleich der Anzahl der angefragten Daten ist, die in der Anfrage spezifiziert wurden. Ist die Anzahl nicht deckungsgleich, geht die Analysenprozessierung 60 in einen Wartemodus. Bei gleicher Anzahl transferiert 220 der Hauptserver 50 alle angesprochenen verschlüsselten Datensätze 10 an die Analysenprozessierung 60, die die Analysenprozessierung 60 dann mit dem privaten Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars in der gesicherten Ausführungsumgebung entschlüsselt 630.
Nachdem die Analysenprozessierung die entschlüsselten Daten analysiert 640 und ein Analysenergebnis 62 erstellt hat, wird dieser mit dem öffentlichen Schlüssel des ersten Schlüsselpaars, welches dem Anfragenden zu Anfang des Verfahrens bereitgestellt wurde, verschlüsselt. Das verschlüsselte Analysenergebnis wird von der Analysenprozessierung an den Hauptserver zur Einsicht des Anfragenden gesendet 650. Nach dem Erhalt des verschlüsselten Analysenergebnisses 62 auf der Seite des Hauptservers 50 leitet die Analysenprozessierung 60 eine Selbstvernichtung ein. Damit werden auch alle Daten 10 innerhalb der Analysenprozessierung 60 unwiderruflich gelöscht. Nur der Anfragende 32 kann nun auf das verschlüsselte Analysenergebnis 62 auf dem Hauptserver 50 zugreifen und diesen mit seinem privaten Schlüssel des ersten Schlüsselpaares entschlüsseln. Somit kann das Analysenergebnis 62 nur vom Auftragenden 32 und die Daten 10 nur vom Datenerzeuger 20 eingesehen werden um und gewährleistet demnach den Sicherheitsschutz der Daten 10 bei der Verarbeitung von Dritten 30.
3 zeigt einen Vergütungsvorgang eines Datenerzeugers 20 und eines Plug-in Anbieters 70 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 100 mit Hilfe von Smart Contracts 80 in einer dezentralisierten Anwendung 1. Bei einer neuen Anfrage 34 überträgt 310 der Anfragende 32 eine bestimmte Menge an Kryptowährung in den Smart Contract 80 und diese Interaction ruft eine spezifische Methode im Smart Contract auf, welches einen neuen Zahlungsvorgang initiiert. Der Smart Contract an sich erwidert daraufhin die kleinstmögliche Summe der Kryptowährung und fügt einen einzigartigen Identifikator an eine neu erstellte Nachricht hinzu 810. Der Hauptserver 50 erhält die Anfrage 34 und wartet bis der Block mit der Zahlung des Anfragenden 32 vom Netzwerk erhalten wird 540. Daraufhin speichert der Hauptserver 50 den Identifikator. Die Analysenprozessierung sendet eine Information an den Hauptserver, dass die teilnehmenden Datenerzeuger nun validiert wurden, nachdem sie die Daten mit dem privaten Schlüssel des zweiten Schlüsselpaars entschlüsselt hat. Der Hauptserver ruft daraufhin eine Zahlungsfunktion innerhalb des Smart Contracts auf, in der die Werte der Wallet ID und die Kostenvoranschläge der Datenerzeuger übergeben werden und übersendet den vorher geholten Identifikator 550. Wesentlich hierbei ist, dass der Hauptserver 50, der der Eigentümer des Smart Contracts 80 ist, die einzige Instanz darstellt, die die Zahlungsfunktion aufrufen kann, damit keine Manipulation stattfinden kann. Der Smart Contract durchläuft dann alle erhaltenen Einträge von Werten und verwendet das vorher erhaltenden Budget 310 vom Anfragenden 32 um die Datenerzeuger 20 per Mikrotransaktionen zu vergüten 820. Hiernach ruft der Hauptserver 50 eine weitere Zahlungsfunktion für den Plug-in Anbieter 70 auf, die die Werte der Wallet ID der Plug-in Anbieter 70 an den Smart Contract 80 übermittelt 560 und aus dem übrig gebliebenen Budget die Plug-in Anbieter 70 vergütet 830.
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.
Bezugszeichenliste

1: dezentralisierte Anwendung
10: Daten
20: Datenerzeuger
30: ein Dritter
32: Anfrage
34: Anfragender
40: Nutzergerät
41: erste Anwendung
42: zweite softwarebasierte Schnittstelle
43: Datenschnittstelle
44: Verbindungsschnittstelle
45: direkte Eingabe eines Nutzers
46: gemessene Daten durch Sensoren
47: externe Datenquellen
48: lokale Datenbank
50: Hauptserver
52: global gültiges Datenmodell
60: Analysenprozessierung
62: Analysenergebnis
70: Plug-In Anbieter
80: Smart Contract
100: erfindungsgemäßes Verfahren
210: Verschlüsselung der Daten des Datenerzeugers mit öffentlichen Schlüssel eines zweiten Schlüsselpaars
220: Senden der verschlüsselten Daten des Datenerzeugers an die Analysenprozessierung
310: Übertragung Kryptowährung in den Smart Contract
410: Aufnahme von Daten in die erste Anwendung des Nutzergerätes
420: Aufrufen zweite softwarebasierte Schnittstelle des Nutzergerätes
430: automatisches Auslösen einer Verbindungsschnittstelle innerhalb der zweiten softwarebasierten Schnittstelle des Nutzergerätes
440: Authentifizierung des Datenerzeugers und der ersten Anwendung auf einem Hauptserver
450: Senden eines global gültigen Datenmodells vom Hauptserver an die zweite softwarebasierte Schnittstelle des Nutzergerätes
460: Normierung der Daten in der zweiten softwarebasierten Schnittstelle
470: Verschlüsselung und Speicherung der normierten Daten in eine lokale Datenbank auf dem Nutzergerät
480: Senden von Informationen über Typ und Anzahl der gespeicherten Datensätze an den Hauptserver
510: Anfrage an den Hauptserver nach einem Analysenergebnis
520: Vergabe eines ersten Schlüsselpaars vom Hauptserver an den Anfragenden
530: Aufrufen der Analysenprozessierung
540: Warten auf Erhalt eines Blocks mit Zahlung des Anfragenden
550: Übersenden des Identifikators
560: Übermittelung der Wallet ID des Plug-in Anbieters an Smart Contract
610: dynamisches Generieren eines zweiten Schlüsselpaars zur Laufzeit
620: Senden des öffentlichen Schlüssels aus dem zweiten Schlüsselpaar an den Datenerzeuger
630: Entschlüsselung der Daten des Datenerzeugers durch die Analysenprozessierung
640: Analyse der entschlüsselten Daten des Datenerzeugers durch die Analysenprozessierung
650: Senden des verschlüsselten Analysenergebnisses an den Anfragenden
810: Senden einer Nachricht mit Identifikator
820: Vergüten des Datenerzeugers
830: Vergüten des Plug-in Anbieters
1000: erfindungsgemäßes System

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2000075888 A1 [0004]

Claims

Ein Verfahren (100) zum Sicherheitsschutz von Daten (10) eines Datenerzeugers (20), geeignet für eine Verarbeitung durch einen Dritten (30), umfassend: -Aufnahme (410) der Daten (10) durch ein Nutzergerät (40) des Datenerzeugers (20) und eine erste Anwendung (41); - Abrufen (450) eines global gültigen Datenmodells (52) über eine zweite softwarebasierte Schnittstelle (42) mit Schnittstelle zur ersten Anwendung (41); - Normieren (460) der Daten (10) über eine zweite softwarebasierte Schnittstelle (42) anhand des global gültigen Datenmodells (52); - Speicherung (470) der normierten Daten in einer lokalen verschlüsselten Datenbank (48), wobei Anzahl und Typ der verschlüsselten Daten einem Hauptserver (50) mitgeteilt werden (480); - Aufrufen (530) einer Analysenprozessierung (60), welche sich auf einer separaten physikalischen Einheit zu dem Hauptserver (50) befindet und in einer gesicherten Ausführungsumgebung ausgeführt wird, wenn der Hauptserver (50) eine Anfrage (32) erhält (510), wobei einem Anfragenden (34) vom Hauptserver (50) ein erstes Schlüsselpaar (36) zugeordnet wird (520); - dynamisches Generieren (610) eines zweiten Schlüsselpaars (22) durch die Analysenprozessierung (60) zur Laufzeit; - Senden (620) eines öffentlichen Schlüssels (24) aus dem zweiten Schlüsselpaar (22) an den Datenerzeuger (20), womit der Datenerzeuger (20) die angefragten Daten vor einer Übertragung zum Hauptserver (50) und dann zur Analysenprozessierung (60), verschlüsselt (210); - Transferieren (220) der verschlüsselten Daten über den Hauptserver (50) zurück an die Analysenprozessierung (60), von wo aus mit einem privaten Schlüssel (26) aus dem zweiten Schlüsselpaar (22) die angefragten Daten innerhalb der gesicherten Ausführungsumgebung entschlüsselt (630) und analysiert werden und ein Analysenergebnis (62) erzeugt wird (640); - Senden (650) des Analysenergebnisses (62), welches mit einem öffentlichen Schlüssel (38) aus dem ersten Schlüsselpaar (36) des Anfragenden (34) verschlüsselt wird, der Analysenprozessierung (60) an den Hauptserver (50) zur Einsicht des Anfragenden (34), wobei nur der Anfragende (34) mit Hilfe eines privaten Schlüssels (39) aus dem ersten Schlüsselpaar (36) das Analyseergebnis (62) entschlüsseln kann, sodass das Analysenergebnis (62) nur vom Anfragenden (34) und die Daten (10) nur vom Datenerzeuger (20) eingesehen werden können, um somit den Sicherheitsschutz der Daten (10) bei der Verarbeitung von Dritten (30) zu gewährleisten.
Das Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite softwarebasierte Schnittstelle (42) in eine Datenschnittstelle (43) und eine Verbindungsstelle (44) unterteilt ist, wobei die Datenschnittstelle (43) die erzeugten Daten auf Typ und Anzahl prüft und die Verbindungsschnittstelle (44) eine Verbindung zum Hauptserver (50) aufbaut, wobei der Hauptserver (50) Regeln für eine Konformität der Daten anhand des global gültigen Datenmodells (52) an die zweite softwarebasierte Schnittstelle (42) zurücksendet, damit die Daten in der Datenschnittstelle (43) nach den Regeln der Konformität normiert werden können.
Das Verfahren (100) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptserver (50) eine Cloudanwendung oder eine dezentralisiere Anwendung (1) ist.
Das Verfahren (100) nach einen der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlüsselung der Datenbank (48) durch gängige Algorithmen asymmetrisch oder symmetrisch vollzogen werden.
Das Verfahren (100) nach einen der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Anfrage (32) den Typ und Anzahl der für das Analysenergebnis (62) benötigten Daten (10), sowie eine Identifikationskennung von einem ausführenden Algorithmen, sogenannte Plug-ins, enthält, wobei die ausführenden Algorithmen von Plug-in Anbieter (70) zur Verfügung gestellt werden, sodass der Hauptserver (50) die entsprechenden Datenerzeuger (20) und Plug-in Anbieter (70) für die Analyse der Daten (10) des Anfragenden (34) einbeziehen kann.
Das Verfahren (100) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Anfrage (32) eine Summe einer Vergütung für das Analyseergebnis (62) enthält, welche zusammen mit einer Wallet ID und einem Vergütungsanspruch des Datenerzeugers (20) für seine Daten (10) an die Analysenprozessierung (60) gesendet wird, wobei die Analysenprozessierung (60) überprüft ob der Vergütungsanspruch Teilmenge der Summe der Vergütung für das Analyseergebnis (62) ist.
Das Verfahren (100) nach einen der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vergütung durch Kryptowährung erfolgt um einen Verlauf der Vergütung transparent und unverfälschbar zu machen.
Das Verfahren (100) nach den Ansprüchen 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Plug-in Anbieter (70) der Analysenprozessierung (60) einen ausführenden Algorithmus bereitstellt, der die Daten (10) analysieren kann, wobei der Plug-in Anbieter (70) ein Teil aus der Summe der Vergütung bekommt, wenn der von ihm auf den Hauptserver (50) hochgeladene ausführenden Algorithmus zur Verarbeitung der Daten (10) benutzt wird, ohne dabei einen Zugriff auf die Daten (10) des Datenerzeugers (20) zu bekommen, welches den Datenschutz der Daten (10) bei der Verarbeitung gewährleistet.
Ein System (1000) zum Sicherheitsschutz von Daten (10) eines Datenerzeugers (20), geeignet für eine Verarbeitung durch einen Dritten (30) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (100) in Anspruch 1, umfassend: - Daten (10), die durch ein Nutzergerät (40) des Datenerzeugers (20) und einer ersten Anwendung (41) aufgenommen werden; - ein global gültiges Datenmodell (52), welches über eine zweite softwarebasierte Schnittstelle (42) mit einer Schnittstelle zur ersten Anwendung (41) abgerufen wird; - Daten (10), die über die zweite softwarebasierte Schnittstelle (42) anhand des global gültigen Datenmodells (52) normiert werden; - normierte Daten, die in einer lokalen verschlüsselten Datenbank (48) gespeichert werden, wobei Anzahl und Typ der verschlüsselten Daten einem Hauptserver (50) mitgeteilt werden; - eine Analysenprozessierung (60), die sich auf einer separaten physikalischen Einheit zu dem Hauptserver (50) befindet und in einer gesicherten Ausführungsumgebung ausgeführt und aufgerufen wird, wenn der Hauptserver (50) eine Anfrage (32) erhält, wobei einem Anfragenden (34) vom Hauptserver (50) ein erstes Schlüsselpaar zugeordnet wird; - ein zweites Schlüsselpaar welches durch die Analysenprozessierung (60) zur Laufzeit dynamisch generiert wird; - ein öffentlicher Schlüssel aus dem zweiten Schlüsselpaar, welches an den Datenerzeuger (20) gesendet wird, womit der Datenerzeuger (20) die angefragten Daten vor einer Übertragung zum Hauptserver (50) und dann zur Analysenprozessierung (60), verschlüsselt; - verschlüsselte Daten des Datenerzeugers (20), die über den Hauptserver (50) zurück an die Analysenprozessierung (60) transferiert werden, von wo aus mit einem privaten Schlüssel aus dem zweiten Schlüsselpaar die angefragten Daten innerhalb der gesicherten Ausführungsumgebung entschlüsselt und analysiert werden und ein Analysenergebnis (62) erzeugt wird; - ein Analysenergebnis (62), welches mit einem öffentlichen Schlüssel aus dem ersten Schlüsselpaar des Anfragenden (34) verschlüsselt wird und von der Analysenprozessierung (60) an den Hauptserver (50) zur Einsicht des Anfragenden (34) gesendet wird, wobei das Analyseergebnis (62) nur von dem Anfragenden (34) mit Hilfe eines privaten Schlüssels aus dem ersten Schlüsselpaar entschlüsselt werden kann, sodass das Analysenergebnis (62) nur vom Anfragenden (34) und die Daten (10) nur vom Datenerzeuger (20) eingesehen werden können um somit den Sicherheitsschutz der Daten (10) bei der Verarbeitung von Dritten (30) zu gewährleisten.