Quantentechnologien für zukunftsträchtige Datensicherheitslösungen

Die Antwort auf die immer größer werdende elektronische Sicherheitslücke könnte in der Quantenkryptografie verborgen sein. Bei dieser sich neu abzeichnenden Disziplin kann die Ausnutzung der Eigenschaften der Quantenmechanik für eine Verschlüsselung sorgen, die - zumindest mit konventionellen Mitteln - nahezu unmöglich zu knacken ist.

Das EU-finanzierte Projekt MULTIPLE-ACCESS QKD (Multiple-access quantum key distribution networks) sollte verschiedene Mehrfachzugriffskonfigurationen für klassische Hybrid-Quanten-Kommunikationsnetzwerke untersuchen. Hauptaugenmerk lag auf dem Quantenschlüsselaustausch, der im Vergleich zur überwiegenden Mehrheit der gegenwärtig betriebenen Kryptosysteme nicht zu knacken ist.

Die Projektpartner untersuchten zunächst die erste und zweite Generation sowie zukünftige Trust-free-Generationen von Konfigurationen mit Mehrfachzugriff für Hybrid-Quanten-/klassische Kommunikationsnetzwerke. So gelangte man zu der Einsicht, was die vorgeschlagenen Systeme in Hinsicht auf die Schlüsselaustauschrate im Vergleich zur Anzahl der Nutzer und zur Distanz bieten könnten. Sie entwickelten im Folgenden neue Lösungen für die Netzwerke.

QKD wurde nur zwischen zwei Parteien in speziell dafür vorgesehenen Netzwerken eingesetzt. Das MULTIPLE-ACCESS QKD-Team soll diese Anwendung erweitern, um Mehrfachbenutzer-Netzwerke einzubinden und sie in öffentlichen Netzwerken verfügbar zu machen. Um das zu erreichen, entwickelte man neue Mehrfachzugriffs- und Multiplexverfahren, die QKD-Signale trennen und eine zugewiesene Bandbreite für eine maximale Anzahl von Nutzern verwerten.

Die Architektur der zukunftsträchtigen Hybrid-Quanten-klassischen Netzwerke unter Einsatz passiver optischer Netzwerke wurde gleichermaßen im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit untersucht. Außerdem wurden Mechanismen zum Fernaustausch von geheimen Schlüsseln wie etwa Quanten-Repeatern untersucht.

In einer Zeit, da die Besorgnis über das Ausspähen per Internet und in Fragen des Datenschutzes wächst, ist nun dank MULTIPLE-ACCESS die Vision einer nicht zu knackenden öffentlichen QKD-Verschlüsselung der Realisierung einen Schritt näher gekommen.