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Forschungsprojekt am Regionalen Rechenzentrum Erlangen der FAU nimmt erfolgversprechende Methode QKD ins Visier
Daten in der Praxis mithilfe von zufälligen Quantenzuständen ohne unbemerktes Abgreifen zu verschlüsseln und damit die Sicherheit sensibler Informationen zu erhöhen – das ist das Ziel eines neuen Forschungsprojekts am Regionalen Rechenzentrum Erlangen (RRZE) der FAU. Angesichts der aktuellen geopolitischen Lage wird die Bedeutung von Datensicherheit sowohl in der militärischen Kommunikation als auch bei internationalen Verhandlungen immer klarer. Geheimhaltung ist entscheidend, um Abhöraktionen zu verhindern und Verhandlungen nicht zu gefährden.
Dr. Susanne Naegele-Jackson, Leiterin der Forschungsgruppe Netz am RRZE, und ihre beiden wissenschaftlichen Mitarbeitenden Jasmin Neumann und Vincent Burkard erforschen unter dem Projekttitel „Integration von QKD-Technologie in klassische Netzumgebungen“ ein Verschlüsselungsverfahren, das die Kommunikation in militärischen und kritischen Infrastrukturen schützen soll. Um der drohenden Gefahr durch Quantencomputer zu trotzen, wird neben der untersuchten Quantum Key Distribution (QKD) auch Post-Quanten-Kryptografie (PQC) in der Praxis eingesetzt. PQC nutzt mathematische Komplexität, um die Entschlüsselung von Daten zu erschweren, die immer relativ zur verfügbaren Rechenleistung als sicher gilt, während QKD auf physikalischen Prinzipien beruht und, richtig implementiert, Geheimhaltung auch zukünftig garantiert. „QKD setzt auf die einzigartigen Eigenschaften von QuBits (meist Photonen), die sich von klassischen Bits unterscheiden und bei Messung eine Zustandsänderung bewirken. Dadurch eignen sie sich für eine abhörsichere Kommunikation“, erklärt Jasmin Neumann. „In der aktuellen Situation ist es besonders wichtig, Quantenverschlüsselungsverfahren gezielt zu erforschen. Quantenrechner entwickeln sich rasant weiter und könnten in naher Zukunft bisher unknackbare Daten entschlüsseln. Deswegen müssen wir einen Schritt voraus sein.“
Die Forschenden werden zunächst bis Ende 2026 die Praxistauglichkeit der Systeme untersuchen. Dazu zählt die Untersuchung, wie sich die licht- und temperaturempfindlichen QuBits im Einsatz mit klassischen Netzwerkkomponenten verhalten. Ist die sichere Integration in die lokale Netzinfrastruktur realisiert, kann gegebenenfalls die Übertragung über weitere Strecken mittels Trusted Nodes – geschützte Standorte – erforscht werden. Denn im Moment ist eine der größten Herausforderungen der sichere Schlüsselaustausch über große Entfernungen. Ohne spezielle Quantenrepeater sind Einzelphotonen nur bis zu einer Distanz von 150 Kilometer übertragbar.
Zur praktischen Umsetzung wurde ein forschungsorientiertes QKD-Gerätepaar von IDQ angeschafft. Die zu Testzwecken noch örtlich zusammenliegenden Geräte, sollen bald eine Campusstrecke überbrücken für eine verschlüsselte Kommunikation mit den Rechnern des Zentrums für nationales Hochleistungsrechnen Erlangen (NHR@FAU). Diese regionale Verbindung kann darüber hinaus, beispielsweise nach München, erweitert werden.
Corinna Russow
Regionales Rechenzentrum Erlangen (RRZE)
corinna.russow@fau.de
Criteria of this press release:
Journalists
Information technology, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects
German
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