Koch Laboratory

TimeVault — Kryptographie von Zeit, Vererbung und bedingtem Zugriff

Fünf Richtungen um einen digitalen Tresor ohne Wächter: 2-aus-3-Vertrauensteilung, Mehrfaktor-Wiederherstellung und die Grenze zwischen Bezeugen der Vergangenheit und Erzwingen der Zukunft — mit dokumentierten Redesigns.

Koch Laboratory — TimeVault: Kryptographie von Zeit, Vererbung und bedingtem Zugriff

Diese Richtung fragt, wie ein digitaler Tresor Bedingungen durchsetzen kann, über die keine vertrauenswürdige Partei wacht: „öffne nach meinem Tod, aber nicht früher”, „öffne nur mit diesen Faktoren”, „verrate nicht einmal, wie viele Geheimnisse du überhaupt enthältst”. Der gemeinsame Nenner: Server und Software sollen als Wächter entbehrlich sein — jede Garantie, die sich von der Anwendungsrichtlinie in die Kryptographie verlagern lässt, wird dorthin verlagert; die Grenzen dieser Verlagerung sind das eigentliche Forschungsergebnis.

Es ist das mittlere Glied einer mehrjährigen Forschungslinie des Labors „Kryptographie von Zeit und bedingtem Zugriff”: von Time-Lock-Experimenten mit einem Konsens mehrerer Zeitquellen (2021), über die TimeVault-Familie (2025–2026), bis zur allgemeinen Zugriffsbedingungs-Hülle im Messenger-Projekt (2026). Jedes Glied dokumentiert die Grenzen des vorherigen.

Methodik. Wie im übrigen Labor: Problem → Hypothese → falsifizierbares Kriterium → Methode → Ergebnis mit Randbedingungen; Redesigns und Sackgassen werden dokumentiert, nicht versteckt.

Publikationshinweis (IP). Für patentfähige Richtungen veröffentlichen wir Problem, Stand der Technik und Erfolgskriterium — nicht die Lösungskonstruktion. Wo „Konstruktion: zurückgehalten” steht, wird das technische Detail als Anmeldematerial vorgehalten.

1. 2-aus-3-Vertrauensteilung: Vererbung ohne vertrauenswürdigen Server

Forschungsfrage. Kann ein Tresor dem Erben nach dem Tod des Eigentümers Zugriff freigeben, wenn der speichernde Dienst zu keinem Zeitpunkt — auch nicht während der Freigabe — allein etwas entschlüsseln kann? Warum schwierig. Drei Parteien (Eigentümer, Erbe, Dienst) haben widersprüchliche Anforderungen: Der Dienst muss an der Freigabe mitwirken können, sie aber nicht allein vollziehen können; der Erbe darf vor dem Ereignis keinen Zugriff haben; der Eigentümer darf nicht von der Verfügbarkeit des Dienstes abhängen. Stand der Technik (veröffentlicht). Shamirs Secret Sharing (1979) über GF(256) — das Primitiv ist Stand der Technik; eigene Referenzimplementierung ohne externe Abhängigkeiten, mit Tests der Wiederherstellung durch jedes Anteilspaar. Erfolgskriterium (getestet). Ein einzelner Anteil verrät nichts über das Geheimnis; beliebige zwei von drei rekonstruieren den Schlüssel; der Freigabepfad (Inaktivitätsschalter oder verifizierte Sterbeurkunde) aktiviert den Dienstanteil erst nach Eintritt der Bedingung. Status: implementiert + Tests.

2. Mehrfaktor-Wiederherstellung: Dateien als Faktoren, Reihenfolge als Information

Forschungsfrage. Wie vereinbart man zwei widersprüchliche Eigenschaften der Schlüsselwiederherstellung aus materiellen Faktoren (Schlüsseldateien): einen Hauptpfad, in dem die Reihenfolge der Faktoren Teil des Geheimnisses ist, mit einem Notfallpfad, der den Verlust eines Teils der Faktoren übersteht — ohne einen der beiden zu schwächen? Warum schwierig. Der Notfallpfad ist per Definition ein „Hintereingang” zum Hauptpfad: Jedes Bit an Wiederherstellungserleichterung ist ein Bit an Angriffserleichterung. Zusatzanforderung: Die Hüllen dürfen nicht verraten, welche Dateien Faktoren sind. Stand der Technik (veröffentlicht). Shamir K-aus-N; KDF/HKDF mit Domänentrennung; Wiederherstellungscodes mit verwechslungsresistentem Alphabet. Erfolgskriterium (getestet). Falsche Reihenfolge — Ablehnung; der K-aus-N-Notfallpfad funktioniert in beliebiger Reihenfolge; unterhalb der Schwelle K — Ablehnung; Schlüsselmaterial wird nach Gebrauch genullt. Konstruktion (Bindung Anteil↔Faktor, Treffer-Selektion, Hüllenformat): zurückgehalten (offene Patentoption). Status: implementiert + Tests.

3. Grenzergebnis: die Vergangenheit bezeugen ≠ die Zukunft erzwingen

These (bewusst veröffentlicht). Mehrquellen-Zeitstempelung (unabhängige Zeitquellen, öffentliches Hash-Register, externe Verankerung) kann die Vergangenheit beweisen — dass Daten spätestens zum Zeitpunkt T existierten. Sie kann jedoch nicht die Zukunft erzwingen: Die Bedingung „öffne nicht vor T”, durch lokale Geräterichtlinie durchgesetzt, bleibt Richtlinie, nicht Kryptographie. Zeitdurchsetzung ohne vertrauenswürdige Partei (Time-Lock-Puzzles, VDF, externes Zeitquorum) ist eine eigene, offene Richtung — bewusst getrennt von dem, was bereits funktioniert. Warum wir das veröffentlichen. Diese Abgrenzung ist selbst ein Forschungsergebnis: Sie präzisiert, welcher Teil der „Kryptographie der Zeit” abgeschlossen ist und welcher die offene technische Unsicherheit des Programms bleibt. Stand der Technik (veröffentlicht). RFC 3161/TSA und Verankerung in öffentlichen Ketten (Bezeugen der Vergangenheit); Time-Lock-Puzzles (Rivest–Shamir–Wagner), VDF (Erzwingen der Zukunft — außerhalb der aktuellen Implementierung). Status: Zeitstempelung und Inaktivitätsschalter — implementiert + Tests; kryptographisches Erzwingen der Zukunft — offene Forschungsfrage.

4. Abstreitbarkeit der Anzahl gespeicherter Geheimnisse

Forschungsfrage. Kann ein Tresorcontainer verbergen, wie viele echte Geheimnisse er enthält — sodass ein Beobachter (oder Zwang) einen vollen Tresor nicht von einem teilweise leeren unterscheidet? Warum schwierig. Jeder Verteilungsunterschied — Längen, Struktur, Metadaten, Verhalten beim Entsperren — ist ein Signal. Die Abstreitbarkeit muss auch die Inspektion der Containerdatei selbst überstehen. Stand der Technik (veröffentlicht). Die Lösungsklasse versteckter Volumina (VeraCrypt und Verwandte) — samt ihrer bekannten Grenzen. Erfolgskriterium. Ein Container mit k echten Geheimnissen ist für einen Beobachter ohne korrekte Faktoren ununterscheidbar von einem Container mit k′ ≠ k. Konstruktion (Füllung leerer Plätze, Vereinheitlichung von Richtlinien und Verhalten): zurückgehalten (offene Patentoption). Status: implementiert / in Validierung.

5. Redesigns und negative Ergebnisse (veröffentlicht)