Was bedeutet Zero-Knowledge?

Zero-Knowledge ist ein kryptographisches Prinzip, das sicherstellt, dass ein Dienstanbieter keinen Zugriff auf die Daten eines Benutzers hat. Während herkömmliche Verschlüsselungsmethoden Daten sowohl während der Übertragung als auch im Ruhezustand schützen, haben Anbieter oft Zugriff auf die Verschlüsselungsschlüssel, was das Risiko eines unberechtigten Zugriffs erhöht, falls der Anbieter gehackt wird.

In einer Zero-Knowledge-Architektur wird dieses Risiko deutlich reduziert, da die gesamte Verschlüsselung und Entschlüsselung auf dem Gerät des Benutzers erfolgt. Da nur der Benutzer die Verschlüsselungsschlüssel besitzt, ist er die einzige Partei, die in der Lage ist, seine Informationen zu entschlüsseln. Sowohl für Privatpersonen als auch für Unternehmen verbessert Zero-Knowledge die digitale Sicherheit, den Datenschutz und die Kontrolle, indem sichergestellt wird, dass vertrauliche Daten für alle außer dem Endbenutzer unzugänglich bleiben.

Zero-Trust vs. Zero-Knowledge

Obwohl Zero-Trust und Zero-Knowledge üblicherweise zusammen erwähnt werden, handelt es sich um unterschiedliche Prinzipien, die verschiedene Aspekte der Cybersicherheit betreffen. Einfacher ausgedrückt, Zero-Trust kontrolliert, wer Zugriff hat, während Zero-Knowledge die Vertraulichkeit der abgerufenen Daten schützt.

Zero-Trust ist ein Sicherheitsframework, das auf der Annahme basiert, dass keinem Benutzer oder Gerät automatisch vertraut werden sollte, weder innerhalb noch außerhalb eines Netzwerks. Jede Anfrage muss als verdächtig behandelt werden, bis ihre Legitimität nachgewiesen ist, und der Zugriff muss kontinuierlich überprüft werden, um das Risiko einer seitlichen Bewegung innerhalb von Systemen zu reduzieren.

Zero-Knowledge hingegen stellt sicher, dass nur der Endbenutzer auf seine sensiblen Daten zugreifen und diese entschlüsseln kann. Bei Zero-Knowledge erfolgen Verschlüsselung und Entschlüsselung ausschließlich auf dem Gerät des Benutzers – niemals auf dem Server des Anbieters oder in der Cloud im Klartext. Selbst im Falle eines Sicherheitsverstoßes bleiben die Daten eines Benutzers verschlüsselt und ohne seine privaten Schlüssel unbrauchbar.

So funktioniert Zero-Knowledge

Der Zero-Knowledge-Schutz gewährleistet, dass sensible Daten nur auf Clientseite verschlüsselt und entschlüsselt werden. Wenn ein Benutzer eine Zero-Knowledge-Plattform nutzt, werden seine Daten lokal verschlüsselt. Alle Verschlüsselungsschlüssel werden auf dem Gerät des Benutzers generiert und gespeichert, was bedeutet, dass nur der Benutzer seinen Tresor entsperren kann. Dadurch wird sichergestellt, dass Zugangsdaten, Geheimnisse und Dateien sowohl während der Übertragung als auch im Ruhezustand durchgängig verschlüsselt bleiben.

Da der Anbieter niemals Verschlüsselungsschlüssel in einer wiederherstellbaren Form empfängt oder speichert, werden die Daten eines Benutzers zu keinem Zeitpunkt während des Sende- oder Speichervorgangs im Klartext offengelegt. Selbst wenn die Systeme des Anbieters kompromittiert werden, würden Cyberkriminelle lediglich verschlüsselte, unlesbare Daten vorfinden, die sich nicht entschlüsseln lassen.

Einige Plattformen verwenden auch Zero-Knowledge-Beweise (ZKPs), ein kryptografisches Konzept, bei dem eine Partei einer anderen Partei beweist, dass sie etwas weiß, ohne die Information selbst preiszugeben. Stellen Sie sich ZKPs so vor, als würden Sie beweisen, dass Sie die Kombination für einen Tresor kennen, ohne den Tresor vor jemand anderem zu öffnen. ZKPs ermöglichen es dem Benutzer, Ansprüche zu authentifizieren oder zu validieren, ohne vertrauliche Daten oder Zugangsdaten preiszugeben, und bieten so eine zusätzliche Ebene der Privatsphäre und Sicherheit.

Vorteile der Zero-Knowledge-Sicherheit

Da die Daten vollständig verschlüsselt sind und nur dem Benutzer zugänglich sind, bietet Zero-Knowledge ein Höchstmaß an Sicherheit. Die Einführung einer Zero-Knowledge-Architektur bietet viele Vorteile sowohl für Einzelpersonen als auch für Organisationen. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

Starker Datenschutz: Nur der Benutzer hat Zugriff auf seine Verschlüsselungsschlüssel, das heißt, niemand sonst kann seine gespeicherten Daten lesen oder entschlüsseln.
Verringerte Auswirkungen von Datenschutzverletzungen: Im Falle eines Sicherheitsverstoßes erhalten Cyberkriminelle lediglich Zugriff auf verschlüsselte Daten, die ohne die Verschlüsselungsschlüssel nutzlos sind. Da der Anbieter keinen Zugriff auf die Verschlüsselungsschlüssel hat, bleiben die Daten auch im Falle einer Kompromittierung unlesbar.
Schutz vor Insider-Bedrohung: Zero-Knowledge begrenzt das Risiko von Insider-Bedrohung, sowohl vorsätzlich als auch versehentlich, durch Mitarbeiter oder Administratoren, da nur der Benutzer Zugriff auf Klartextdaten hat.
Geringeres Compliance-Risiko: Zero-Knowledge-Plattformen können die Einhaltung von Datenschutzstandards wie der DSGVO und HIPAA unterstützen, indem sie jederzeit Zugriffskontrollen und Verschlüsselung erzwingen.
Gesteigertes Vertrauen: Kunden und Partner wissen, dass ihre Daten dank der Zero-Knowledge-Architektur unter keinen Umständen offengelegt werden. Diese Transparenz stärkt den Markenruf und die langfristige Kundenbindung.

Häufige Anwendungsfälle für Zero-Knowledge-Methoden

Zero-Knowledge-Sicherheit hilft Organisationen dabei, vertrauliche Daten über verschiedene Anwendungen und Umgebungen hinweg zu schützen. Einer der am weitesten verbreiteten Anwendungsfälle ist die Passwortverwaltung. Benutzer können Passwortmanager mit Zero-Knowledge-Verschlüsselung verwenden, um ihre Passwörter, Passkeys, MFA-Methoden und Dokumente in einem vollständig verschlüsselten Tresor zu speichern, auf den nur sie Zugriff haben.

Privileged Access Management (PAM)-Lösungen setzen außerdem auf Zero-Knowledge-Sicherheit, um privilegierte Konten zu schützen und den unbefugten Zugriff auf kritische Ressourcen zu verhindern. KeeperPAM speichert beispielsweise privilegierte Zugangsdaten in einem Zero-Knowledge-Tresor und baut verschlüsselte Verbindungen auf, ohne Zugangsdaten an Administratoren oder den Dienstanbieter weiterzugeben.

In DevOps- und Multi-Cloud-Umgebungen ist Zero-Knowledge für eine sichere Geheimnisverwaltung unerlässlich. API-Schlüssel, Zertifikate und andere Geheimnisse müssen sowohl während der Übertragung als auch im Ruhezustand verschlüsselt werden, um Offenlegung oder Missbrauch zu verhindern. Secrets Manager, die auf Zero-Knowledge-Verschlüsselung basieren, ermöglichen es Entwicklern, sicher auf Geheimnisse zuzugreifen, ohne diese fest zu codieren oder die Angriffsoberfläche zu vergrößern, und gleichzeitig eine strikte Trennung zwischen Benutzer und Verschlüsselung zu gewährleisten.