Fraunhofer Dresden und weitere Partner wollen Büronetze mit Quantenschlüsseln und Lifi gegen Quantenangriffe feien

Dresden/Fürth, 13. Februar 2023. Damit Cyberspione verschlüsselte Netzwerke in Zukunft nicht mit Quantencomputer-Hilfe „auf der letzten Meile“ in die Häuser hinein belauschen können, entwickelt das deutsche „Quinsida“-Konsortium nun drahtlose Lichtnetze für Büros, die mit Quanten-Schlüsseln abgesichert sind. Das hat das Dresdner Fraunhofer-Photonikinstitut IPMS als Projektpartner mitgeteilt.

Für Quantencomputer wird Faktorzerlegung wohl ein Klacks sein

Hintergrund ist die Sorge, dass Quantencomputer in wenigen Jahren so leistungsstark und billig sind, dass Cyberkriminelle und Geheimdienstler mit ihrer Hilfe jede noch so starke Verschlüsselung, die beispielsweise auf der Zerlegung großer Zahlen in Primfaktoren beruht, binnen Sekunden knacken können. Gefragt ist daher eine „Post-Quanten-Kryptographie“, die mit neuen Verschlüsselungsmethoden arbeitet und zugleich physikalisch besser gegen Quantencomputer-Angriffe geschützt ist. „Diese Art von Kodierung kann selbst mit beliebig viel Zeit und Rechenleistung nicht geknackt werden“, hoffen die IPMS-Ingenieure.

Lösungen auch jenseits von Militär und Staat gefragt

Für Militär und Staat sind bereits einige Forschungsprojekte in diese Richtung im Gange. Im Verbundvorhaben „Quantenbasierte Infrastruktur Netze für Sicherheitskritische drahtlose Datenkommunikation“ (Quinsida) haben sich nun aber sechs Partner zusammengetan, um auch quantensichere Lösungen für den Büroeinsatz zu kreieren. Sie setzen dabei auf eine Kombination aus lichtbasierter Vernetzung und Quantenschlüsseln.

Wände als „natürliche“ Barriere

So wollen sie einerseits „Lifi“-Lösungen („Light Fidelity“) verwenden, bei denen Daten und Telefonie nicht per Funk, sondern per Licht übertragen werden. Und da dieses Licht keine Wände passieren kann, sind damit Lauschangriffe von außen deutlich erschwert.

Nur die Befugten bekommen Quantenschlüssel

Anderseits wollen die Partner ein System schaffen, das spezielle Quantenschlüssel nur an die berechtigten Netzwerk-Teilnehmer verteilt („Quantum key distribution“ = QKD). „Bei der Quantenschlüsselverteilung werden beim Erzeugen der Schlüssel Quantenzustände in Form von Licht präpariert und zwischen den Teilnehmern im Netzwerk ausgetauscht“, skizzieren die Partner ihr Konzept. „Beim Empfang der Quantenzustände werden diese gemessen und nachbearbeitet, so dass auf beiden Seiten identische, aber gegenüber einem Angreifer geheime Schlüssel entstehen.“ Das ist zwar bisher noch aufwendig und teuer, soll sich aber durch einen künftigen Masseneinsatz in naher Zukunft rentieren.

Zwei Millionen Euro vom Bund

Die Quinsida-Federführung hat die Keequant GmbH aus Fürth übernommen. Außerdem sind das IPMS, das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) Jena, die „Telco Tech“ aus Teltow, die „Infosim“ aus Würzburg und die „Bescom Elektronik“ Hamburg dabei. Das Bundesforschungsministerium schießt bis August 2025 rund zwei Millionen für das insgesamt mit 2,4 Millionen Euro dotierte Projekt zu.

Quinsida ist im Übrigen nur Teil eines ganzen Pakets von Forschungsvorhaben, die darauf zielen, Deutschland eine führende Position in den noch jungen Quantentechnologien zu sichern. Dazu gehört beispielsweise auch das Projekt Quant-ID, das auf einen quantensicheren Universalausweis für elektronische Dienste zielt.

Autor: hw

Quellen: IPMS, BMBF

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