Schlüsselverwahrung, Backup und Wiederherstellungsverfahren

Key Escrow speichert eine Kopie eines privaten Schlüssels bei einer vertrauenswürdigen dritten Partei, etwa einer Aufsichtsbehörde, einem Arbeitgeber oder einer Strafverfolgungsbehörde. Dies ermöglicht die Wiederherstellung, schafft aber ein Ziel – Escrow-Systeme sind besonders wertvolle Angriffsziele.

Unternehmen hinterlegen Verschlüsselungsschlüssel im Escrow, damit die IT-Abteilung Unternehmensdaten entschlüsseln kann, falls ein Mitarbeiter nicht verfügbar ist. Dies wird durch Richtlinien und Vorschriften vorgeschrieben, etwa durch Pflichten zur Auskunft gegenüber betroffenen Personen nach der GDPR.

Regierungen schlagen regelmäßig verpflichtendes Key Escrow vor, etwa beim Clipper Chip von 1993 oder mit dem FBI-Programm „Going Dark“ seit 2015. Kryptografen argumentieren, dass dadurch von Angreifern ausnutzbare Hintertüren entstehen und sich eine solche Lösung technisch nicht durchsetzen lässt.

Teilen Sie den Hauptschlüssel mit Shamir's (k,n)-Schwellwertverfahren in n Shares auf. Mit beliebigen k Shares lässt sich der Schlüssel rekonstruieren; weniger als k Shares verraten nichts. Klassisches Escrow-Beispiel: fünf Verwahrer, von denen beliebige drei den Schlüssel wiederherstellen können.

Jeder Shamir-Share wird auf ein Hardware-Token geschrieben, etwa eine Smartcard oder ein USB-HSM. Die Token werden an Verwahrer ausgegeben. Für die Wiederherstellung müssen sich die Verwahrer in einem sicheren Raum versammeln und ihre Token vorlegen.

Während der Einrichtung: Erzeugen Sie den Schlüssel im HSM, teilen Sie ihn in n Shamir-Shares auf, schreiben Sie jeden Share auf eine Smartcard eines Verwahrers und zerstören Sie den zusammengesetzten Schlüssel im HSM. Dokumentieren und auditieren Sie die gesamte Ceremony.

Verschlüsseln Sie die Schlüsselsicherung oder die Shamir-Shares mit einer starken Passphrase. Speichern Sie sie auf Offline-Medien, etwa einem verschlüsselten USB-Stick oder einem Papier-QR-Code in einem Tresor. Testen Sie die Wiederherstellung vierteljährlich. Verteilen Sie Kopien geografisch.

Dokumentieren Sie jeden Schritt: Wer genehmigt die Wiederherstellung (Dual Control), wie versammeln sich die Verwahrer, welcher HSM-Slot erhält den rekonstruierten Schlüssel, wie wird der wiederhergestellte Schlüssel überprüft und wie wird der Vorfall protokolliert?

Dual Control: Zwei Personen müssen gemeinsam handeln, um einen Schlüssel zu verwenden – eine besitzt die PIN, die andere die Karte. Split Knowledge: Keine der beiden Personen kennt allein den vollständigen Schlüsselwert. PCI-DSS verlangt beides für Key Encryption Keys.

Eine ungetestete Schlüsselsicherung ist keine Schlüsselsicherung. Planen Sie vierteljährliche Übungen: Versammeln Sie k Verwahrer, rekonstruieren Sie den Schlüssel, überprüfen Sie, ob er einen Test-Ciphertext entschlüsselt, und hinterlegen Sie anschließend neue Shares im Escrow.

Die Schlüsselverwahrung bringt Anforderungen an die Wiederherstellung und Sicherheitsrisiken ins Gleichgewicht. Beim Shamir Secret Sharing werden Schlüssel für die Wiederherstellung durch m von n Verwahrpersonen aufgeteilt. Die Verwahrpersonen bewahren Hardware-Token auf. Vier-Augen-Prinzip und geteiltes Wissen verhindern Bedrohungen durch Insider. Testen Sie die Wiederherstellungsverfahren regelmäßig.