Signaturverfahren

Signaturverfahren bezeichnet in der Informatik Verfahren zur Erzeugung und Prüfung digitaler Signaturen. Ziel ist es, Authentizität, Integrität und Nichtabstreitbarkeit von Daten sicherzustellen. Typischerweise werden Signaturverfahren mit einem Schlüsselpaar eingesetzt: einem privaten Signaturschlüssel zum Erzeugen der Signatur und einem öffentlichen Schlüssel zur Verifikation. Zusätzlich kommen Hashfunktionen zum Einsatz, die aus den zu signierenden Daten eine knappe Prüfsumme erzeugen. Zur Vertrauensbildung dienen Zertifikate, die die Identität des Schlüsselinhabers gegenüber Verifikationspartnern bestätigen; oft werden sie von einer Zertifizierungsstelle ausgestellt und in einer Zertifikatkette verifiziert.

Signaturverfahren lassen sich nach Rechts- und Sicherheitsanforderungen unterscheiden. Elektronische Signaturen umfassen einfache elektronische Signaturen, fortgeschrittene elektronische Signaturen (FES) und qualifizierte elektronische Signaturen (QES). Im Europäischen Rechtsraum hat die QES gemäß eIDAS die gleiche rechtliche Wirksamkeit wie eine handschriftliche Unterschrift; FES bietet bestimmte Sicherheitsniveaus, jedoch ohne gesetzlich erreichbare Gleichstellung. EES genügt in vielen Situationen, bietet aber weniger Beweiskraft.

Typische Anwendungen umfassen die Signatur von Dokumenten (z. B. PDFs), E-Mails (S/MIME, PGP), Code- oder Software-Signierung sowie Verträge und behördliche Vorgänge. Wichtige Standards und Protokolle sind Public-Key-Infrastruktur (PKI) mit X.509-Zertifikaten, Signaturformate wie CMS oder XML-Signature und Kommunikationsstandards wie S/MIME oder PGP.

Sicherheitserwägungen betreffen das Schlüsselmanagement, Schutz der Signaturerstellungseinheiten, Verlustrisiken und potenzielle Schwachstellen in den verwendeten Algorithmen. Zukünftig gewinnen auch post-quantische Signaturverfahren an Bedeutung, um gegen Quantenangriffe gewappnet zu sein.