Sichere Zusammenarbeit ohne Kompromisse

Forscher*innen entwickeln neuen Ansatz für kollaborative Dokumente
 

Text by: Annika Sengalski

Auf den Punkt gebracht:

• Ein neuer Ansatz ermöglicht wirklich durchgehend verschlüsselte (E2EE) Dokumente für die Zusammenarbeit und schließt damit eine große Datenschutzlücke bei den heutigen Online-Dokumentendiensten.
• Im Gegensatz zu bestehenden Kollaborationsplattformen, die Dokumente während der gemeinsamen Bearbeitung auf den Servern der Anbieter entschlüsseln, bleibt der Dokumentinhalt bei dieser Methode durchgehend verschlüsselt, während gleichzeitig die Zusammenarbeit in Echtzeit und eine rollenbasierte Zugriffskontrolle unterstützt werden.
• Durch die Erweiterung des Signal-Protokolls zur Synchronisierung von Dokumentänderungen zeigt der Ansatz, dass eine sichere, praktische und skalierbare gemeinsame Bearbeitung mit Reaktionszeiten von etwa 120 Millisekunden möglich ist.

Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für Sicherheit und Privatsphäre, der EPFL und des Exzellenzclusters CASA haben einen neuen Ansatz entwickelt, der kollaborative Online-Dokumente durchgängig Ende-zu-Ende verschlüsselt und so hohe Sicherheitsstandards mit den Anforderungen moderner Zusammenarbeit verbindet.

Spätestens seit ihrer breiten Einführung in Messenger-Diensten ist die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung (E2EE) zum Standard für den Schutz persönlicher Chats geworden. Doch sensible Daten finden sich nicht nur in persönlichen Kommunikationskanälen: Auch kollaborative Onlinedokumente wie Google Docs, Apple Notes oder Microsoft 365 enthalten im privaten und dienstlichen Gebrauch Daten, die Vertraulichkeit erfordern.

Für die gemeinsame Bearbeitung verzichten viele kollaborative Dokumentendienste auf eine E2EE. Die Inhalte werden zwar verschlüsselt übertragen und gespeichert, müssen für die gemeinsame Bearbeitung auf den Servern der Anbieter jedoch entschlüsselt vorliegen. Dadurch können die jeweiligen Betreiber jederzeit auf persönliche Dokumente zugreifen. Forscher*innen aus Bochum haben nun eine Methode entwickelt, mit der das E2EE Prinzip mithilfe eines Messengerdienstes wie Signal auf kollaborative Dokumente übertragen werden kann.

Auszeichnungen auf dem USENIX Security Symposium 2026

In ihrem Paper End-to-End Encrypted Collaborative Documents wenden die Forscher*innen und des Max-Planck-Instituts für Sicherheit und Privatsphäre (MPI-SP), Carmela Troncoso und Zayd Maradni, gemeinsam mit Christian Knabenhans von der EPFL das Prinzip der E2EE auf kollaborative Dokumente an. Dabei berücksichtigen Sie gängige funktionelle Anforderungen von Usern und entwerfen ein Modell, welches den Messenger Signal als verschlüsselten, asynchronen Broadcast-Kanal zum Abgleich von Bearbeitungen nutzt. Ihre Arbeit wurde bei der renommierten Fachkonferenz USENIX Security Symposium 2026 mit dem Internet Defense Prize und einer Honorable Mention ausgezeichnet.

Sicherheit trifft Benutzerfreundlichkeit

Im Kern basiert ein kollaboratives Dokument auf einem Abstimmungsmechanismus, der sicherstellt, dass allen Nutzer*innen jederzeit eine einheitliche Version des Dokuments vorliegt. Bestehende Lösungen setzen diesen Mechanismus entweder serverseitig oder clientseitig um. Sicherheitsorientierte Ansätze wie CryptPad verschlüsseln zwar die Kommunikation zwischen den Nutzerinnen, verfügen dennoch nicht über vollständig nachvollziehbare Sicherheitsgarantien.

Um ihre Methode möglichst benutzerfreundlich zu gestalten, untersuchten die Forschenden zunächst, welche Anforderungen Nutzerinnen an kollaborative Dokumente stellen. Ein praxistaugliches System muss eine uneingeschränkte Zusammenarbeit ermöglichen: Mehrere Personen sollen Dokumente gleichzeitig oder zeitversetzt bearbeiten und miteinander teilen können. Darüber hinaus erwarten Nutzerinnen eine rollenbasierte Zugriffskontrolle, mit der sich unterschiedliche Berechtigungen – etwa zum Lesen, Kommentieren oder Bearbeiten – vergeben lassen.

Neuer Ansatz für sichere Kollaboration

In ihrem Ansatz kombinieren die Forscher*innen einen Mechanismus zum Abgleich von Bearbeitungen mit einem durchgängig verschlüsselten (E2EE) Broadcast-Kanal. So entsteht ein Ende-zu-Ende verschlüsseltes kollaboratives Dokument (E2EE-CD).

In der praktischen Umsetzung nutzen sie das kryptografische Protokoll des Messengers Signal (Signal Protocol). Dieses erfüllt bereits zentrale Anforderungen wie die Ende-zu-Ende Verschlüsselung und wird weltweit täglich von Millionen Menschen genutzt. Die Forscher*innen erweitern die bereits bestehenden Funktionen des Signal-Chats mit den Anforderungen an kollaborative Dokumente: Erstellt eine Person ein neues Dokument, wird eine Signal Gruppe eröffnet. Weitere Mitarbeiter*innen erhalten Zugriff, indem sie dieser Gruppe beitreten. Alle Änderungen werden anschließend über die Signal Gruppe geteilt, in ein übertragbares Format umgewandelt und auf eine lokale Kopie des Dokuments angewendet.

In mehreren Experimenten testeten die Forscher*innen unterschiedliche Szenarien und bewerteten das Verhältnis zwischen Praktikabilität und Sicherheit. Das System reagierte mit einer Verzögerung von rund 120 Millisekunden und erwies sich als skalierbar.

Die Ergebnisse zeigen, dass ein E2EE Broadcast-Kanal ausreicht, um sichere kollaborative Dokumentensysteme zu realisieren und schaffen eine Grundlage für kollaborative Dokumentensysteme, die hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen und sich zugleich für den praktischen Einsatz eignen.