Cybersicherheit in der Quantentechnologie

Quantencomputer versprechen die Grenzen der Recheneffizienz stark zu erweitern und damit Probleme zu lösen, mit denen heutige Systeme überfordert sind. Gleichzeitig könnten diese zukünftig sämtliche derzeit gängige Public-Key-Verschlüsselungsverfahren unsicher machen. Die Experten beim IT-Sicherheitsunternehmen Rohde & Schwarz Cybersecurity forschen deshalb schon heute zur Abwehr der Bedrohungen von morgen. Sichere Kommunikationsnetzwerke haben in modernen Informationsgesellschaften den Stellenwert einer kritischen Infrastruktur. Und Cyberangriffe nehmen stetig zu. Technologische Fortschritte in der Entwicklung von Quantencomputern erschließen neue Wege der Datenübertragung. Die Hochleistungsrechner der Zukunft werden voraussichtlich in der Lage sein, unsere heutigen asymmetrischen kryptografischen Verfahren zu brechen und gefährden den sicheren Datenverkehr. Um den hohen Sicherheitsstandard auch in Zukunft zu halten, wird zurzeit sowohl an Post-Quantum-Kryptografie als auch an Quantenschlüsselaustausch geforscht. Sie ermöglichen es, dieser Gefährdung entgegenzutreten und sensible Informationen so zu übertragen, dass deren Vertraulichkeit gewahrt bleibt. Dabei werden Quantenzustände zur Verteilung kryptografischer Schlüssel eingesetzt, die aufgrund fundamentaler quantenphysikalischer Gesetze weder unbemerkt kopiert noch mitgelesen oder gar manipuliert werden können. Sichere, klassisch symmetrische kryptografische Verfahren können dann benutzt werden, um die Vertraulichkeit und Integrität der eigentlichen Nutzdaten zu schützen. Um die Forschung an der Verschlüsselung der Zukunft voranzutreiben, stellt der IT-Sicherheitsexperte seine kryptologische Expertise und seine Erfahrung im Bau und in der Implementierung sicherer Geräte und Systeme zahlreichen Forschungsprojekten zur Verfügung. Bis voraussichtlich Mitte 2020 läuft das Projekt HQS (Hardwarebasierte Quantensicherheit). Ziel ist es, Hardware für quantenbasierten Schlüsselaustausch und deren Nutzung mit klassischen Verschlüsselungssystemen zu entwickeln und eine darauf aufbauende hochsichere Kommunikation umzusetzen. Dabei wird sowohl die optische Kommunikation über Glasfasern als auch durch die Luft erforscht. Neben Rohde & Schwarz Cybersecurity ist auch die LMU München sowie das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts involviert.