Neue Abwehrwaffe Keine Angst vor Hackern mit Quantencomputern

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Kommt der Quantencomputer, steigt die Angst vor Datenklau. Denn Quantencomputer können quasi alles Herkömmliche knacken. Jetzt kommt aber eine Verteidigungsstrategie vom KIT.

Forscher am Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun mit Partnern ein Verfahren entwickelt, das Internetverbindungen schon heute vor der Quantentechnologie von morgen verlässlich schützen kann, wie es heißt. Warum hat man sich dahingehend Gedanken gemacht? Nun, das Problem ist, dass die rasanten Fortschritte bei der Entwicklung von Quantencomputern eine weit größere Bedrohung für die Datensicherheit und für die verschlüsselte Kommunikation sind als übliche Systeme. Denn die gebräuchlichen Verschlüsselungsverfahren basieren auf der Schwierigkeit, große Zahlen in ihre Primfaktoren zu zerlegen – also in Zahlen, die nur durch eins und sich selbst teilbar sind, wie die KIT-Forscher weiter erklären. Dieser Prozess sei für herkömmliche Computer extrem umständlich zu erledigen und damit zeitaufwendig. Einen Quantencomputer jucke das aber kaum. Und wer die Primfaktoren einer großen Zahl kenne, könne die Verschlüsselung knacken. Um das zu verhindern, greifen die Wissenschaftler zur Kryptografie ...

Glasfaser-Know-how statt Spezialgerät

Quantenangriffe lassen sich, wie die Experten anmerken, aber durchaus mit klassischen Kryptografieverfahren abwehren. Die Zauberworte heißen symmetrische Verschlüsselung. Damit die greift, müssen beide Parteien vor dem Aufbau der verschlüsselten Verbindung einen virtuellen Schlüssel austauschen, um die übertragenen Daten später wieder decodieren zu können. Das ist zwar abhörsicher, bisher aber nur mit komplizierten und teuren Geräten machbar, wie man anmerkt. Jetzt klappe das aber auch mit herkömmlicher Hardware! Am KIT ist es nämlich gelungen, den Quantenschlüsselaustausch mit Standardhardware aus der Glasfaserkommunikation durchzuführen. Dadurch sei binnen fünf Jahren ein flächendeckender Einsatz möglich. So könne das globale Telekommunikationsnetz abhörsicher werden.

Neue Algorithmen verhindern Datenklau

Vor Kurzem haben die Experten das System übrigens auch erfolgreich demonstrieren können. Und zwar im Rahmen eines Echtzeitversuches an der Ludwig-Maximilians-Universität München (TUM). Dabei wurde ein Video über eine Glasfaser am Campus übertragen, was per Quantenschlüsselaustausch geschützt war. Die Forscher des KIT haben dafür neuartige Algorithmen zum Schlüsselabgleich entwickelt, wie man erfährt. Letztere stellten sicher, dass beide Parteien, die eine verschlüsselte Verbindung aufbauen wollten, einen absolut identischen Schlüssel haben, und dabei trotzdem die Verbindung abhörsicher sei. Die neuen Algorithmen zum Schlüsselabgleich gelten als ein entscheidender Schritt, um abhörsichere Verbindungen zu gewährleisten. Sie passten sich dynamisch an wechselnde Bedingungen an und verhinderten, dass Hacker Informationen aus dem Schlüsselaustausch stehlen können.

Projektpartner und -förderung

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) förderte das Projekt „Entwicklung hochperformanter Übertragungskomponenten für quantensichere Kommunikation über Glasfaserleitungen in Metro- und Weitverkehrsnetzen“ (DE-QOR) mit 3,4 Millionen Euro. Davon erhielt das KIT rund 350.000 Euro. Projektpartner neben dem KIT und der ADVA Network Security GmbH sind die Ludwig-Maximilians-Universität München, die Leibniz Universität Hannover sowie Microwave Photonics GmbH und Creonic GmbH.

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