von DIRK EIDEMÜLLER
Immer öfter finden schwere Hackerangriffe statt. Behörden, Unternehmen, Krankenhäuser und große Forschungszentren zählen zu den Opfern. Informationen aus Krankendateien oder von Kreditkarten werden gestohlen. Betriebe und Institute werden stillgelegt und erpresst. Und die Gefahr solcher Attacken wird sogar noch zunehmen, wenn erst einmal Quantencomputer verfügbar sind. Denn mit ihnen lassen sich viele herkömmliche Verschlüsselungstechniken aushebeln. Die Hoffnung liegt deshalb auf der Quantenkryptographie – speziellen Telekommunikationsnetzen, in denen durch die Ausnutzung der physikalischen Naturgesetze eine hochsichere Kommunikation inbegriffen ist (siehe „Abenteuer Quanteninternet“).
Um die Quantenkryptographie voranzutreiben, haben nun sowohl Deutschland als auch einige andere europäische Länder und die Europäische Union mehrere Initiativen gestartet. Die Angst ist groß, bei dieser kritischen Infrastruktur gegenüber China und den USA ins Hintertreffen zu geraten. Es geht dabei um viel: Wer vor Hackern und Spionage sicher sein will, muss die technologischen Grundlagen beherrschen und möglichst die gesamte Palette an relevanten Komponenten und Techniken im eigenen Land – oder auf dem eigenen Kontinent – haben.
„Eine der wichtigsten Initiativen auf deutscher Ebene ist QuNET“, stellt Andreas Tünnermann fest, Direktor am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) in Jena. In dieser Initiative sind zahlreiche Projekte gebündelt, unter Beteiligung mehrerer Institute der Fraunhofer- und der Max-Planck-Gesellschaft sowie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Zudem sind bei QuNET inzwischen über 40 Industriepartner mit dabei, darunter große Unternehmen wie Airbus und die Deutsche Telekom sowie der Satellitenspezialist OHB.
Die Innovationen stammen dabei häufig von den Forschungsinstituten, die neue Ideen aus der Wissenschaft schnell umsetzen können. So ist es den Forschern in Jena bereits gelungen, eine Quantenkommunikationsstrecke über 70 Kilometer aufzubauen, auf der sich unter realistischen Bedingungen ein Quantenschlüssel austauschen ließ. Pro Sekunde durchliefen einige Tausend Lichtteilchen die Teststrecke. Ein gewisser Anteil davon war für Sicherheitschecks erforderlich, sodass die effektive Datenrate ein wenig geringer war, wie Tünnermann beschreibt: „Alle paar Sekunden konnten wir 256-Bit-Schlüssel generieren, womit sich bei gängigen Verschlüsselungsstandards rund 80 Gigabyte an Daten chiffrieren lassen. Pro Tag konnten somit etwa 80.000 sichere kryptographische Schlüssel erstellt werden.“ Die Technologie taugt bei allen Schwierigkeiten also bereits für praktische Anwendungen.
