DE19820484C1

DE19820484C1 - Verfahren zur Prüfung der Unversehrtheit und der Echtheit eines Textes

Info

Publication number: DE19820484C1
Application number: DE19820484A
Authority: DE
Inventors: Hartwig Benzler
Original assignee: Sc Info & Inno & Co GmbH
Current assignee: Sc Info & Inno & Co GmbH
Priority date: 1998-05-07
Filing date: 1998-05-07
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2018-05-08
Also published as: WO1999057688A1

Abstract

Die Unversehrtheit eines Textes wird mit einer aus diesem abgeleiteten charakteristischen Prüfzahl nachgewiesen und die Echtheit der vermerkten Identität mit einer Authentisierung und Registrierung dieser Identität zusammen mit der Prüfzahl bei einer Zentralinstanz. Dabei laufen im wesentlichen folgende Schritte einzeln oder kombiniert nacheinander ab: DOLLAR A È der Text wird auf einem Datenträger niedergelegt; DOLLAR A È jedes Schriftzeichen des Textes wird durch eine Zahl ersetzt; DOLLAR A È aus den Zahlen wird mit einem Einweg-Algorithmus eine Prüfzahl berechnet; DOLLAR A È die Identität wird einer Zentralinstanz zur Authentisierung ihrer Echtheit vorgelegt und dort zusammen mit der Prüfzahl registriert; DOLLAR A È für die Prüfung wird die Prüfzahl erneut berechnet und nach Vorlage der Identität bei der Zentralinstanz mit dem dort registrierten Pendant der Prüfzahl verglichen; DOLLAR A È aus dem Ergebnis dieser Prüfung wird abgeleitet, ob der Text unverseht und die vermerkte Identität echt sind oder nicht.

Description

Aus der EP 0 763 802 A2 ist bekannt, die Unversehrtheit eines Textes dadurch überprüfbar zu machen, daß man jedem Textzeichen eine Zahl zuordnet und aus den Zahlen eine Prüfzahl, eine sogenannte Ergebniszahl, berechnet. Bei Texten, deren Inhalt rechtlich oder anderweitig bedeutsam ist, muß nicht nur die Unversehrtheit, sondern auch die Verfasserschaft oder der personelle Bezug gewährleistet werden. Diese zweite Forderung, die sogenannte Authentizitätsforderung, wird bisher dadurch erfüllt, daß man das entsprechende Dokument eigenhändig unterschreibt und im Falle größerer Tragweite des Inhalts die Unterschrift(en) durch eine weitere Unterschrift einer vertrauenswürdigen Person beglaubigt. Mit den modernen technischen Verfahren können eigenhändige Unterschriften so täuschend nachgemacht werden, daß zwischen Originaldokument und einem gefälschten Dokument nicht mehr unterschieden werden kann, selbst wenn das in einer Prüfzahl ausgedrückte Unversehrtheits-Kriterium erfüllt ist. Insofern kann bei Dokumenten, die in althergebrachter Weise mit Schriftzeichen auf einem Datenträger fixiert sind, vor allem aber bei Fax-Dokumenten, die Authentizitätsforderung wegen des Risikos der Unterschriftsfälschung bisher nicht erfüllt werden.

Bei Texten, die elektronisch hergestellt, übermittelt oder aufbewahrt werden, hat man in letzter Zeit das Verfahren der digitalen Signatur eingeführt, welches die Unversehrtheits- und Authentizitätsforderung erfüllen soll. Bei diesem Verfahren wird aus einem mit einem Computerprogramm in Bitfolgen umgeformten Text einschließlich Formatierungs- und sonstiger Zeichen ein sogenannter Hashwert oder Message Digest erzeugt, der in der Bit- Ebene mit einem privaten Geheimschlüssel kodiert wird. Das Ergebnis dieser Operation wird als digitale Signatur bezeichnet. Die digitale Signatur soll einerseits die Authentizitätsforderung erfüllen, da sie nur durch den Besitzer des privaten Schlüssels hergestellt werden kann. Die digitale Signatur soll andererseits die Unversehrtheitsforderung erfüllen, da der kodierte Hashwert im Prinzip ein eindeutiger Referenzwert des Textes sein soll. In den folgenden Veröffentlichungen wird die digitale Signatur und ihre Verwendung genauer beschrieben:

- SCHULTE, Heinz: Telekommunikation, Bd. 3, Augsburg, Interest Verlag GmbH 1995, Teil 13, Kap. 2.7, Seiten 1-10;
- RUHLAND, Ch.: Sichere Übertragung und Archivierung elektronischer Dokumente. In DATACOM, Heft 3, 1991, Seiten 120-130;
- POHLMANN, N.: Firewall-Systeme und Verschlüsselung. In DATACOM, Heft 2, 1998, Seiten 40-45;
- SCHNEIER, Bruce: Angewandte Kryptographie. Bonn, Addison-Wesley Publishing Company, 1996, Seiten 491-520;
- EP 386 867 A2.

Tatsächlich ist die digitale Signatur allerdings nicht unbedenklich, wie z. B. ausgeführt wurde in der Zeitschrift Datenschutz und Datensicherheit 12/96, Seite 727, linke Spalte. Einige dieser Bedenken sind: die Bitfolgen und ihre Handhabungen sind nicht unmittelbar durchschaubar, insbesondere muß ein auf dem Bildschirm dargestellter Text nicht identisch sein mit den im Computer befindlichen Bitfolgen, aus denen der Hashwert erzeugt wird; viele der bisher verwendeten Algorithmen zur Berechnung des Hashwerts haben sich als unbrauchbar herausgestellt; der private Schlüssel kann mißbräuchlich eingesetzt werden.

Insofern besteht ein dringender Bedarf an einem Verfahren, mit dem sich die Unversehrtheit und die Echtheit eines Textes zweifelsfrei garantieren und nachweisen läßt. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Der hier beschriebene Verfahrensablauf gibt dem Anwender jederzeit die Möglichkeit, die Daten und ihre Handhabung unmittelbar einzusehen, ohne diese unbedingt in digitale Dateien übertragen zu müssen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 angegeben.

Demzufolge werden mit der Erfindung folgende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erzielt:

1. Das Verfahren ist universell anwendbar und in der Lage, das bisher übliche und wegen seiner Sicherheitsrisiken überholte Verfahren der Genehmigung von Texten durch eigenhändige Unterschrift zu ersetzen. Dabei ist die Unversehrtheitsgarantie durch Wahl geeigneter Einwegs-Algorithmen absolut.
2. Zur Erzeugung der Prüfzahl ist eine Verschlüsselung des Textes nicht erforderlich.
3. Wegen des Verzichts auf Digitalisierung der Schriftzeichen ergibt sich eine große Transparenz mit wenig Möglichkeiten zu versteckten Manipulationen.
4. Dokumente von gewissem Umfang, beispielsweise in Größe einer A4-Seite, lassen sich in einem Durchgang bearbeiten. Es ist also keine Unterteilung auf relativ kleine Blöcke von Schriftzeichen - wie bei dem Verfahren der digitalen Signatur - nötig.
5. Die Aussage des Textes wird der Zentralinstanz nicht bekannt, weil nur die für den Text charakteristische Prüfzahl registriert wird.
6. Die Authentisierung, insbesondere nach Patentanspruch 4), ist von der Ferne her automatisch, daß heißt ohne die Mitwirkung von Personal der Zentralinstanz, möglich. Das gleiche gilt für die Registrierung der Identität und ihre Eingabe beim Prüfvorgang sowie beim Vergleich der Prüfzahl.
7. Die Prüfzahl ist einfach kommunizierbar und kann mit den gebräuchlichen Ziffern des Dezimalsystems dargestellt werden.
8. Wenn die Prüfzahl auf dem Dokument vermerkt wird, ist die Prüfung auf Unversehrtheit des Textes bereits an Ort und Stelle möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben.

Zunächst wird in der Zentralinstanz, im vorliegenden Fall mit Sitz in Hamburg, für eine Person mit dem Namen Max. MUSTERMANN eine sogenannte Authentkarte nach EP 0 706 697 angefertigt und dieser Person ausgehändigt. Mit der Authentkarte kann sich der Inhaber jederzeit online oder offline gegenüber der Zentralinstanz authentisieren.

Wenn der genannte Karteninhaber ein Dokument anfertigen will, bei dem die Unversehrtheit des Textes und die Echtheit der Unterschrift nachgeprüft werden soll, läuft das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt ab:

Nach Maßgabe einer bereits vorhandenen oder neu angefertigten Liste wird jedem der zur Textabfassung verwendbaren Schriftzeichen eine Zahl zugeordnet. Im vorliegenden Beispiel ist den hundert Schriftzeichen L nach Patentanspruch 5 je eine zweistellige Zahl S entsprechend nachstehender Liste zugeordnet.

Ebenfalls nach Patentanspruch 5 wird eine Textstruktur verwendet, die aus zehn Zeilen zu je hundert Schriftzeichen besteht (L₍₀₀₎₀ bis L₍₉₉₎₉₎, wobei Leerzeichen mitgezählt sind. In diese Struktur wird folgender Text - einschließlich des Identitäts- und Registrierungsvermerks - eingegeben:

Als Identitätsvermerk dient in diesem Text: "Genehmigt: München, den 20-01-1998, Max MUSTERMANN", wobei die aus dem Namen "Max MUSTERMANN" bestehende Identität bereits zur Kennzeichnung der Identität des Unterschreibenden ausreichen würde. Der Registrierungsvermerk zur Kontaktaufnahme mit der Zentralinstanz lautet:

"Zentralinstanz: Schöne Aussicht Nr. 111; D-22098 Hamburg, Telefon: 040/1234 5678, Telefax: 040/9876 5432".

Danach werden die Schriftzeichen L₍₀₀₎₀ bis L₍₉₉₎₉ obigen Textes durch die weiter oben aufgelisteten zweistelligen Zahlen S ersetzt. Außerdem wird den so entstehenden 10 Zeilen zu je 100 Zahlen (insgesamt 1000 Zahlen Z_np) die Folge S_n (63, 72, 05 usw.) der 100 zweistelligen Zahlen S entsprechend der oben angegebenen Liste der 100 Schriftzeichen zugeordnet. Mit dem Algorithmus des Patentanspruchs 5 errechnet sich die Prüfzahl zu:

SI = 89874.11840.81189.50667.79801

Dann authentisiert sich Max MUSTERMANN mit seiner Authentkarte gegenüber der Zentralinstanz und registriert dort seine Prüfzahl SI unter seiner Identität.

Zur Prüfung der Unversehrtheit des Textes und der Echtheit der Unterschrift wird zunächst die Prüfzahl SI neu berechnet; dann wird durch Kontaktaufnahme mit der Zentralinstanz festgestellt, ob für die Identität "Max MUSTERMANN" diese Prüfzahl dort registriert ist. Wenn ja, ist die Prüfung erfolgreich abgeschlossen.

Claims

1. Verfahren zur Prüfung der Unversehrtheit und der Echtheit eines Textes, bei dem folgende Schritte einzeln oder zum Teil kombiniert nacheinander abfolgen:

1. der Text wird mit einem Identitätsvermerk versehen, der die für den Text verantwortlichen Personen kennzeichnet; er wird weiterhin mit einem Registrierungsvermerk versehen, der eine für die Authentisierung dieser Personen und die Registrierung einer aus dem Text abgeleiteten charakteristischen Prüfzahl zuständige Zentralinstanz kennzeichnet;
2. der Text wird mit seinen beiden Vermerken als eine Gesamtfolge diskreter, als solche wiedererkennbarer Schriftzeichen auf einem Datenträger niedergelegt;
3. jedes dieser Schriftzeichen wird durch eine Zahl ersetzt;
4. aus der Gesamtfolge dieser Zahlen wird mit einem Einweg-Algorithmus eine charakteristische Prüfzahl berechnet;
5. der aus einer Teilfolge der diskreten Schriftzeichen des Textes bestehende Identitätsvermerk wird einer Zentralinstanz zur Authentisierung der Echtheit der vermerkten Identität vorgelegt;
6. der Identitätsvermerk wird zusammen mit der Prüfzahl bei der Zentralinstanz in der Weise registriert, daß bei späterem Zugriff auf das Prüfzahl-Register nach Eingabe der Identität die Prüfzahl verfügbar wird;
7. zum Zwecke der Prüfung wird die charakteristische Prüfzahl erneut aus der Gesamtfolge der die diskreten Schriftzeichen des Textes ersetzenden Zahlen auf dem Datenträger mit dem Einweg-Algorithmus berechnet;
8. zum Zwecke der Prüfung wird der Identitätsvermerk der Zentralinstanz vorgelegt, um festzustellen, ob die vermerkte Identität bei der Zentralinstanz zusammen mit einer Prüfzahl registriert wurde;
9. zum Zwecke der Prüfung wird durch Eingabe der Identität in das Register der Zentralinstanz die Prüfzahl verfügbar gemacht;
10. die erneut berechnete charakteristische Prüfzahl wird mit ihrem bei der Zentralinstanz registrierten Pendant verglichen;
11. aus dem Ergebnis dieses Vergleichs wird abgeleitet, ob der Text unversehrt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als diskrete Schriftzeichen etwa 30 bis 300 der wichtigsten zur Herstellung von Druckerzeugnissen verwendeten Schriftzeichen verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Registrierungsvermerk die Zugangsdaten der Zentralinstanz enthält und der Identitätssvermerk solche Daten, aus denen sich die Identität der für den Text verantwortlichen Personen eindeutig ableiten läßt, wie Namen und Anschrift oder Identzahlen, sowie bei Bedarf weitere Daten wie Ort und Zeit der Verantwortungsübernahme.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Authentisierung der im Text vermerkten Identität bei der Zentralinstanz eine Fernauthentisierung per Telekommunikation verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß a) eine Menge von 100 unterschiedlichen Schriftzeichen, denen je eine der 100 zweistelligen Zahlen S (00 <= S <= 99) zugeordnet ist und b) ein Text - einschließlich des Identitäts- und Registrierungsvermerks - von zehn Zeilen zu je hundert Schriftzeichen verwendet wird, und eine Prüfzahl SI aus der so definierten Gesamtfolge von 1000 Zahlen Z_np (00 <= n <= 99 und 0 <= p <= 9) mit folgendem, auf einer zweifachen Iteration basierenden Einweg-Algorithmus berechnet wird:
a_np = Mod(Int{[S_n. Z_np + r_np]^2,5; 10^6})
b_np = Mod(a_np; 10)
Hierbei ist S_n die Folge der 100 zweistelligen Zahlen S, die zu einer bestimmten Anordnung der 100 Schriftzeichen gehört.
Erste Iteration: Von Z₍₀₀₎₀ nach Z₍₉₉₎₉
r₍₀₀₎₀ = 500000; von p = 0 bis p = 8: r_(00)(p+1) = a_(99)p
r_(n+1) = a_np
Zweite Iteration: Von Z₍₉₉₎₀ nach Z₍₀₀₎₉
r₍₉₉₎₀ = a₍₉₉₎₉; von p = 0 bis p = 8: r_(99)(p+1) = a_(00)p
r_(n+1)P = a_np
Prüfzahl SI = b₍₀₀₎₀ . 10^0 + b₍₀₁₎₀ . 10^1 + b₍₀₂₎₀ . 10^2
+ b₍₀₃₎₁ . 10^3 + b₍₀₄₎₁ . 10^4
+ b₍₀₅₎₂ . 10^5 + b₍₀₆₎₂ . 10^6 + b₍₀₇₎₂ . 10^7
+ b₍₀₈₎₃ . 10^8 + b₍₀₉₎₃ . 10^9
+ b₍₁₀₎₄ . 10^10 + b₍₁₁₎₄ . 10^11 + b₍₁₂₎₄. 10^12
+ b₍₁₃₎₅ . 10^13 + b₍₁₄₎₅ . 10^14
+ b₍₁₅₎₆ . 10^15 + b₍₁₆₎₆ . 10^16 + b₍₁₇₎₆ . 10^17
+ b₍₁₈₎₇ . 10^18 ± b₍₁₉₎₇ . 10^19
+ b₍₂₀₎₈ . 10^20 + b₍₂₁₎₈ . 10^21 + b₍₂₂₎₈ . 10^22
+ b₍₂₃₎₉ . 10^23 + b₍₂₄₎₉ . 10^24

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß a) anstelle der Menge von 100 unterschiedlichen Schriftzeichen eine andere Menge x unterschiedlicher Schriftzeichen verwendet wird, denen je eine Zahl S zugeordnet ist, b) anstelle des Textes von zehn Zeilen zu je hundert Schriftzeichen ein Text mit y Zeilen zu je x Schriftzeichen verwendet wird, c) Werte a_xy und b_xy aus der so definierten Gesamtfolge der Zahlen Z_xy mit einem auf mehrfacher Iteration basierenden Einweg- Algorithmus des Typs nach Anspruch 5 berechnet werden und d) eine Prüfzahl SI mit einer beliebigen Auswahl aus allen Werten b_xy erstellt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfzahl auf dem Datenträger, auf dem der Text niedergelegt ist, vermerkt wird.