Zero round-trip time key exchange

  • To reduce latency in key exchange protocols, Google proposed the concept of 0-RTT key exchange in 2013. 0-RTT protocols allow a client to send encrypted messages to the server within the first message of the protocol. In this thesis this concept is examined from an academic perspective. In this thesis, security models are developed to analyze which security properties can be achieved with 0-RTT protocols. Besides the goal of establishing a secure key, forward security is another security property that modern protocols try to achieve. For a long time it was an open question whether it is even possible to achieve forward security in 0-RTT. This thesis proves that this property can be achieved by using a new cryptographic primitive. Based on these results, it is additionally examined whether 0-RTT protocols can be used in onion routing networks such as Tor.
  • Um die Latenz in Schlüsselaustauschprotokollen zu verringern, schlug Google 2013 das Konzept des 0-RTT-Schlüsselaustausch vor. 0-RTT-Protokolle ermöglichen es einem Client, innerhalb der ersten Nachricht des Protokolls verschlüsselte Nachrichten an den Server zu senden. In dieser Thesis wird dieses Konzept aus einer akademischen Perspektive untersucht. Es werden Modelle entwickelt, um zu analysieren, welche Sicherheitseigenschaften mit dem 0-RTT-Protokollen erreicht werden können. Neben dem Ziel einen Schlüssel zu etablieren, ist Forward Security eine weitere Eigenschaft, die von modernen Protokollen angestrebt wird. Lange Zeit war es eine offene Frage, ob es überhaupt möglich ist, Forward Security in 0-RTT zu erreichen. In dieser Thesis wird bewiesen, dass man diese Eigenschaft durch die Verwendung einer neuen kryptographischen Primitive erreichen kann. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wird untersucht, ob 0-RTT in Onion-Routing-Netzwerken, wie z.B. Tor, genutzt werden kann.

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Metadaten
Author:Sebastian LauerGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-75032
DOI:https://doi.org/10.13154/294-7503
Subtitle (German):foundations and applications
Referee:Jörg SchwenkGND, Tibor JagerGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2020/09/14
Date of first Publication:2020/09/14
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Date of final exam:2020/07/20
Creating Corporation:Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
GND-Keyword:Schlüsselaustauschprotokoll; Kryptologie; TLS; Sicherheitsanalyse; Chiffrierung
Dewey Decimal Classification:Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft / Informatik
faculties:Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht