Quantenkryptografie ermöglicht sichere Kommunikation in marktüblichen Glasfasernetzen

Im Rahmen einer Präsentation des EU-Forschungsprojekts SECOQC wurde heute bei Siemens in Wien das erste marktübliche Telekommunikationsnetzwerk vorgestellt, in dem Daten mit Hilfe von Quantenkryptografie verschlüsselt wurden.

41 Partner aus 12 Ländern arbeiteten seit April 2004 unter der Leitung der Austrian Research Centers im Projekt SECOQC ("Development of a Global Network for Secure Communication Based on Quantum Cryptography") an diesem prototypischen Netzwerk und der möglichen wirtschaftlichen Einsetzbarkeit von Quantenkryptographie.

Der Netzwerk-Prototyp, der fünf Siemens-Standorte in Österreich miteinander verbindet, besteht aus sechs Knotenpunkten, die mit acht Links verbunden sind (sieben Glasfaserkabel zwischen 6km und 85km Länge, ein so genannter "free-space Link" mit direkter Sichtverbindung zwischen zwei Teleskopen). Insgesamt sind sechs unterschiedliche Quantenkryptographie-Technologien zur Erzeugung der Schlüssel über standardisierte Schnittstellen im Netzwerk integriert. Sie unterscheiden sich durch die Methode, wie aus Lichtteilchen Datenschlüssel erzeugt werden.

Schlüsselerzeugung mittels Quantenphysik: keine Chance für Lauscher

Um sicher zu gehen, dass vertrauliche Kommunikation nicht von unautorisierten Dritten angezapft wird, müssen Daten verschlüsselt werden. Die Gesetze der Quantenphysik ermöglichen dabei die sichere Erzeugung und Weiterleitung von Datenschlüsseln, die zur Verschlüsselung vertraulicher Kommunikation mit der höchstmöglichen Sicherheit verwendet werden können.

Für die Erzeugung der Datenschlüssel werden einzelne Lichtteilchen speziell präpariert und zwischen Partnern im Netzwerk ausgetauscht. Nach der Messung der Lichtteilchen werden die Messergebisse nachbearbeitet. Das Resultat: alle Partner, die an der vertraulichen Kommunikation beteiligt sind, haben identische Datenschlüssel bestehend aus einer zufälligen Abfolge von Nullen und Einsen.

Ein möglicher Lauscher kann prinzipiell keine Information über diesen Datenschlüssel bekommen - egal welche erdenklichen Möglichkeiten er zur Verfügung hat. Dafür sorgen die Gesetze der Quantenphysik, wo jede Messung dauerhafte Spuren hinterlässt. Während die Messung der Lichtteilchen durch die Partner im Netzwerk beabsichtigt ist, manifestiert sich eine Messung eines Lauschers in einer Fehlerrate im System, die von den Kommunikationspartnern bemerkt wird.

Potenzielle Kunden für ein derartiges Netzwerk sind alle, die vertrauliche Informationen vor dem Zugriff unautorisierter Dritter schützen wollen, wie etwa Regierungsstellen, Finanzinstitutionen oder Firmen mit mehreren Standorten.

Das Forschungsprojekt SECOQC, unter der Leitung von Christian Monyk von den Austrian Research Centers, hatte eine Laufzeit von viereinhalb Jahren und wurde von der EU mit 11, 4 Millionen Euro gefördert.

Quelle: Austrian Research Centers - Quantentechnologien