Verschlüsselungssystem trotzt Angriffen von Quantencomputern

Leistungsfähige Quantencomputer könnten in den nächsten zehn Jahren bislang sichere Verschlüsselungstechniken in Sekundenschnelle knacken. Forschende der FHNW haben nun einen Algorithmus getestet, der Hacker-Angriffen auch mit Quantencomputern keine Chance lässt.

Quantencomputer könnten dereinst Rechenprobleme lösen, an denen bisherige Maschinen scheitern oder Jahre benötigen würden. Das klingt verlockend, stellt aber auch eine Einfallstür für Hacker dar. Denn bisherige Verschlüsselungstechniken wären kinderleicht zu knacken.

Freilich gibt es solche leistungsfähigen Quantencomputer derzeit nur in der Theorie. Trotzdem: Um gegen Spione auch in Zukunft gewappnet zu sein, müssen neue Verschlüsselungsalgorithmen der Macht der Quantencomputer Widerstand leisten können. Fachleute sprechen von der Post-Quanten-Kryptographie.

Tatsächlich testen grosse Unternehmen wie Google bereits quantensichere Algorithmen. Allerdings: «Viele kleine und mittelständige Unternehmen sind sich der Bedeutung dieser neuen Algorithmen noch nicht richtig bewusst», sagte Christoph Wildfeuer, Professor für Sensortechnik an der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW), gegenüber der Nachrichtenagentur Keystone-SDA. Er entwickelte deshalb nun mit seiner Forschungsgruppe ein quantensicheres Verschlüsselungssystem, das sich mit wenig Ressourcen realisieren lässt und die Schlüssel gleich schnell austauscht wie herkömmliche Verschlüsselungsalgorithmen.

Um die Fähigkeit ihrer Entwicklung zu demonstrieren, verschickten sie von einer Drohne gesammelte Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten quantensicher über eine WLAN-Verbindung auf eine bis zu 500 Meter entfernte Bodenstation. Den Algorithmus implementierten sie auf einem Mini-Computer, mit dem sie die Drohne ausrüsteten.

Mit dieser Technologie liessen sich beliebige Daten von Sensoren quantensicher verschlüsseln. Wildfeuer denkt dabei etwa an Satelliten, Stromnetze oder Sensorsysteme in Autos. Viele quantensichere Codes seien bereits öffentlich verfügbar, damit Unternehmen sich langsam an die neuen Verschlüsselungsalgorithmen wagen könnten.

«Natürlich ist es möglich, dass Quantencomputer die Codes auf einmal knacken können», so der Forscher. Das Rennen zwischen Quantencomputer und quantensicheren Algorithmen geht also weiter.

Unangreifbar wäre tatsächlich nur die Quantenkryptografie, die auf den Phänomenen der Quantenphysik beruhen. Allerdings seien solche Verschlüsselungssysteme enorm teuer und blieben in absehbarer Zukunft eine Nischenanwendung, etwa für Banken oder Regierungen. «90 bis 95 Prozent der Datenübertragung wird auf quantensicheren Verschlüsselungsalgorithmen basieren», so Wildfeuer.