Usable authentication ceremonies in secure instant messaging

Abstract

WhatsApp, Signal und die meisten anderen modernen sicheren Messenger haben eine geheime - und für die meisten Nutzer*innen - gut versteckte Möglichkeit Unterhaltungen gegen die gefürchteten Monster-in-the-Middle (MitM) Angriffe abzusichern. Diese so genannte Authentifizierungszeremonie setzt üblicherweise vorraus, dass sich die an der Unterhaltung Beteiligten persönlich treffen und die verwendeten Schlüssel entweder manuell oder automatisch abgleichen. Mehrere Studien bestätigen, dass sich die Sicherheitsvorstellungen und -erwartungen von Entwickler*innen und Benutzer*innen unterscheiden. Folgerichtig verstehen Benutzer*innen, ohne vorherige Erläuterung, oft nicht den Zweck und die Notwendigkeit dieser Authentifizierungszeremonien. Daher ist ein neuer, explizit auf Benutzer*innen fokussierter Designprozess notwendig um den Ablauf von Zeremonien besser mit deren Vorstellungen und Erwartungen abzugleichen. Mein Ansatz war es Participatory Design Konzepte zu verwenden um die Erwartungen und Wünsche der Benutzer*innen zu verstehen, diese auf Authentifizierungszeremonien anzuwenden, und zu überprüfen wie solche Zeremonien die erforderliche Sicherheit bieten können. Die Participatory Design Gruppen ergaben (1) Erfahrungsberichte die beschreiben welche Messenger-Eigenschaften den Teilnehmer*innen wichtig sind und welche eher zu Ablehnung führen, (2) Design-Konzepte für Authentifizierungszeremonien und deren Sicherheitsevaluierung, und (3) Design-Implikationen für zukünftige Authentifizierungszeremonien. Um den dargestellten Designprozess zu verdeutlichen werden basierend auf den Vorschlägen der Teilnehmer*innen beispielhafte drei verschiedene Authentifizierungszeremonien vorgestellt.

WhatsApp, Signal as well as most other modern secure messaging clients have a secret and – for most users – thoroughly hidden way to protect conversations, especially from the dreaded Monster-in-the-Middle (MitM) attack. This so-called authentication ceremony often requires conversation partners to meet in person to manually or automatically compare their encryption keys. Numerous studies showed that values and mental models differ between users and security engineers. Consequently, users usually do not understand the purpose and necessity of authentication ceremonies without prior explanation. Therefore, a novel, explicitly user-oriented design process is called for to connect the ceremony design with the users’ mental models. I applied the concepts of participatory design in order to (1) understand how users expect resp. want an authentication ceremony to work, and (2) evaluate how ceremonies thus adjusted could be securely implemented. The participatory design workshops resulted in (1) experience reports, that describe what users are looking for in secure messengers, and which aspects are obstacles to adoption, (2) conceptual designs for authentication ceremonies with corresponding security evaluations, and (3) implications for design of future authentication ceremonies. To illustrate the user-centered design approach, I provided three example ceremonies based on the users’ suggestions and their security evaluation.