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Im Internet Benutzerdaten erheben, ohne die Privatsphäre zu gefährden

06.03.2014

Nutzerdaten werden im Internet statistisch ausgewertet, um Trends vorherzusagen, Webdienste zu verbessern und Marktstudien voranzutreiben. Dies bedroht jedoch die Privatsphäre der Nutzer, deren Surfverhalten oft recht detailliert erfasst wird. Saarbrücker Informatiker kombinieren nun neuartige kryptographische Verfahren, um beides zu ermöglichen: die Erhebung der Daten und den Schutz der Privatsphäre. Ihren Ansatz präsentieren sie erstmals auf der kommenden Computermesse Cebit in Hannover am Forschungsstand der Universität des Saarlandes (Halle 9, Stand E13).

„Daten sammeln können sehr viele, aber wenigen gelingt es, dabei nicht die Privatsphäre zu gefährden“, erklärt Aniket Kate, der am Saarbrücker Exzellenzcluster „Multimodal Computing and Interaction“ die Gruppe „Cryptographic Systems“ leitet. Zwei Aspekte seien besonders problematisch. Zum einen, wo diese Daten erhoben werden und wie man sie zusammenführt.


Saarbrücker Informatiker ermöglichen die statistische Auswertung von Nutzerdaten im Internet und schützen gleichzeitig die Privatsphäre des Einzelnen.

Foto: Oliver Dietze

Die Betreiber von Webseiten interessiere beispielsweise, welche Altersgruppen ihr Angebot nutzen. Dazu installieren sie Dateien (Cookies) auf den Rechnern der Kunden, die abspeichern, welche Internet-Seiten diese sonst noch besuchen. „Die so gewonnenen Informationen erlauben ihnen jedoch auch, detaillierte Profile für jeden einzelnen zu erstellen“, sagt Kate. Außerdem sei die Veröffentlichung der erhobenen Daten problematisch. „Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass man über den Stromverbrauch, der von intelligenten Stromzählern erfasst wird, die Gewohnheiten der einzelnen Kunden ausspionieren kann“, so Kate. 

Zusammen mit seinen Kollegen Fabienne Eigner und Matteo Maffei vom Saarbrücker Center for IT-Security, Privacy and Accountability (CISPA) sowie Francesca Pampaloni vom italienischen IMT Institute for Advanced Studies Lucca, hat Kate daher ein Softwaresystem namens Privada entwickelt.

Es löst nicht nur das Dilemma zwischen Informationswunsch und Datenschutz auf, sondern kann auch mühelos in verschiedenen Szenarien angewendet werden. „Webseiten-Betreiber können zwar immer noch herausfinden, dass ihre Seiten überwiegend von Frauen mittleren Alters besucht werden, mehr aber auch nicht“, erklärt Kate die Grundidee. 

Dazu spalten die auf ihre Privatsphäre bedachten Anwender die angefragte Information auf und senden jeweils einen Teil davon an vorab definierte Server. Gemäß dem Konzept des „Multi-party computation“ wertet jeder Server die Daten aus, ohne von den anderen Daten zu wissen. Auf diese Weise berechnen sie zusammen ein Geheimnis, können es aber nicht im Alleingang lüften. Zusätzlich rechnet jede Partei noch einen Wert entsprechend einer Wahrscheinlichkeitsverteilung hinzu, um etwas Unschärfe hereinzubringen. Diese leicht verfälschten Teilergebnisse werden dann zur eigentlichen Auswertung zusammensetzt. Die Verfälschung sorgt dafür, dass die Identität des Einzelnen geschützt, die Tendenz des Gesamtresultats aber noch erkennbar ist. 

Die Privatsphäre ist selbst dann gesichert, wenn alle bis auf einen Server zusammenarbeiten. Daher sei es sogar denkbar, dass solche Server von Unternehmen wie Google gestellt würden, so die Forscher. Dass die Server und nicht die Anwender selbst ihre Informationen verfälschen, hat zwei Vorteile: Die Rechenleistung auf Anwenderseite muss nicht hoch sein. Um das Teilergebnis an den jeweiligen Server zu schicken, reicht sogar ein Mobiltelefon aus. Außerdem ist die zum Gesamtergebnis hinzugerechnete Verfälschung minimal und die resultierende Nutzerstatistik so präzise wie möglich.

Die Saarbrücker Forscher haben dieses Konzept bereits in einer Software umgesetzt. „Die Berechnung ist schnell, die Server benötigen nur einige Sekunden“, sagt Fabienne Eigner aus der Gruppe „Secure and Privacy-preserving Systems“ an der Universität des Saarlandes. Sie hat ebenfalls an dem Softwaresystem mitgearbeitet. Aufgrund der Architektur, so Eigner, es praktisch keinen Unterschied, ob man die Daten von 1000 oder 1.000.000 Personen auswerte. 

Informationen zur Saarbrücker Informatik

Den Kern der Saarbrücker Informatik bildet die Fachrichtung Informatik. In unmittelbarer Nähe forschen auf dem Campus sieben weitere weltweit renommierte Forschungsinstitute. Neben den beiden Max-Planck-Instituten für Informatik und Softwaresysteme sind dies das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), das Zentrum für Bioinformatik, das Intel Visual Computing Institute, das Center for IT-Security, Privacy und Accountability (CISPA) und der Exzellenzcluster „Multimodal Computing and Interaction“.

Weitere Fragen beantworten:

Professor Matteo Maffei
Secure and Privacy-preserving Systems Group
Saarland University
Tel.: 0681 302 70780
E-Mail: maffei@cs.uni-saarland.de

Aniket Kate
Exzellenzcluster „Multimodal Computing and Interaction“
Universität des Saarlandes
E-Mail: aniket@mmci.uni-saarland.de

Redaktion:
Gordon Bolduan
Wissenschaftskommunikation
Kompetenzzentrum Informatik Saarland
Tel.: 0681 302 70741
E-Mail: bolduan@mmci.uni-saarland.de

Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Sie können Telefoninterviews in Studioqualität mit Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes führen, über Rundfunk-Codec (IP-Verbindung mit Direktanwahl oder über ARD-Sternpunkt 106813020001). Interviewwünsche bitte an die Pressestelle (0681/302-2601) richten.

Melanie Löw | Universität des Saarlandes
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de

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