IT-Sicherheit und Quantum Computing
Sicherere Verfahren für die Welt der "Quantum Security"
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Kein Zufall, oder?
Eine weitere Herausforderung bei der Verschlüsselung von Daten liegt darin, dass die Zahlen, aus denen der Schlüssel generiert wird, zufällig ausgewählt werden müssen. Für traditionelle Computer ist es sehr schwer, wirklich zufällige Zahlen zu erzeugen. Kennt man alle Parameter oder Variablen, die in die Generierung der Zahl einfließen, lässt sich der Prozess reproduzieren. Damit ist das Ergebnis eben nicht wirklich zufällig. Anders verhält es sich mit der Welt der Quantenmechanik. Hier sind Vorhersagen immer nur statistischer Natur. Für ein einzelnes quantenmechanisches Ereignis können selbst bei gleichen Randbedingungen keine exakten Vorhersagen gemacht werden. In diesem Umstand liegt der revolutionäre Charakter der Quantenphysik.
Superposition stoppt den Man-In-The-Middle
Diese ungewöhnliche Eigenschaft lässt sich zur Verschlüsselung von Daten nutzen. Eine Botschaft, die in einem Quantencode verschickt wird, kann nur gelesen werden, wenn man die Zeichen, aus denen sie besteht, „misst“. Die typische Quantensuperposition geht dabei verloren, da man einen Quantenzustand nicht kopieren kann. Ein unerwünschter Lauscher müsste nun die Nachricht in einem neuen Quantenzustand ausdrücken. Sender und intendierter Empfänger, die zuvor die gemeinsame Messweise vereinbart haben, würden bei ihrer Messung Quantenbits bemerken, die von jemand anderem als dem autorisierten Gesprächspartner erstellt worden sind, weil mehr und mehr Zeichen fehlerhaft ankommen. Den beiden Kommunikationspartnern fällt diese Inkonsistenz auf und sie setzen einen neuen Kommunikationskanal auf. Auf diese Weise können sie den Lauscher, der hier einen Man-In-The-Middle-Angriff ausführt, unschädlich machen. In der Praxis gestaltet sich solch ein Quantentelefon jedoch relativ schwierig, denn Quantenzustände sind extrem flüchtig.
Mehr Schutz mit Quantentechnologie
Dennoch gibt es bereits Firmen, die Quantenverschlüsselung für den Markt entwickeln und in Firewalls integrieren oder „Randomness-as-a-Service“ anbieten. So kann die quantenmechanisch generierte Sicherheit in existierende Technologie integriert werden. Dadurch können Systeme gegen Attacken mit Quantentechnologie durch Quantentechnologie gehärtet werden. Auch wenn all die technischen Details dieser neuen Technologie im Berufsalltag heute noch keine große Rolle spielen, sind ihre Auswirkungen auf Berufsfelder wie die IT-Sicherheit ein Zukunftsthema, mit dem es sich zu beschäftigen lohnt, denn mit der reifenden Quantencomputing-Technologie entstehen neue Herausforderungen. Und zugleich bietet die Technologie Ansatzpunkte, neue sicherere Verfahren für die Welt der „Quantum Security“ zu entwickeln.
Johannes Oberreuter, Data Scientist bei Machine Learning Reply und Reply Practice Lead “Quantum Computing”
- Sicherere Verfahren für die Welt der "Quantum Security"
- Kein Zufall, oder?
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