gesponsertQuantenverschlüsselung als Antwort auf neue Sicherheitsrisiken Wie sicher ist Ihr Datenaustausch im Quantenzeitalter?

Quantencomputer stellen Verschlüsselungsverfahren vor neue Herausforderungen. Erfahren Sie, wie envia TEL und Quantum Optics Jena im Pilotprojekt Quantenverschlüsselung in bestehenden Netzinfrastrukturen unter realen Bedingungen erproben.

Die Fortschritte in der Quantenphysik könnten etablierte Verschlüsselungsverfahren vor neue Herausforderungen stellen. Denn mit leistungsfähigen Quantencomputern könnten Verfahren, die heute als sicher gelten, künftig deutlich schneller entschlüsselt werden. Damit wächst die Gefahr, dass sensible Daten, die heute über sichere Kommunikationsnetze übertragen werden, langfristig nicht ausreichend geschützt sind. Eine Technologie, die dabei eine wichtige Rolle spielen wird, ist die Quantenverschlüsselung, auch bekannt als Quantum Key Distribution (QKD). Sie nutzt physikalische Eigenschaften von Lichtteilchen, um zwischen zwei Kommunikationspartnern einen gemeinsamen kryptografischen Schlüssel zu erzeugen. Dafür werden die Photonen miteinander verschränkt, übertragen und auf beiden Seiten gemessen. Aus den jeweiligen Messergebnissen generieren beide Partner einen identischen kryptografischen Schlüssel, der anschließend für die Verschlüsselung der Datenkommunikation genutzt werden kann.

QKD-Verfahren können für Unternehmen relevant sein, die auf eine langfristige Absicherung ihrer Datenkommunikation angewiesen sind. Ein Grund dafür sind sogenannte „Harvest now, decrypt later“-Attacken. Dabei werden verschlüsselte Daten bereits heute abgefangen und gespeichert, um sie zu einem späteren Zeitpunkt mit leistungsfähigeren Quantencomputern zu entschlüsseln. Im Fokus stehen dabei Informationen, deren Vertraulichkeit auch in vielen Jahren noch gewährleistet sein muss, etwa Forschungs- und Entwicklungsdaten, Finanzinformationen oder personenbezogene Daten. Wie weit QKD inzwischen entwickelt ist, zeigt sich auch am praktischen Einsatz. Nach Einschätzung von Dr. Kevin Füchsel, einem der Gründer von Quantum Optics Jena, gibt es derzeit in Europa nur vier bis sieben Anbieter im Bereich Quantenverschlüsselung. Das Unternehmen ist einer davon und setzt seine Systeme bereits seit 2022 bei Kunden ein.

Zwischen Markkleeberg und Taucha wird Quantenverschlüsselung Realität

Wie sich QKD in bestehende Infrastrukturen integrieren lässt, erproben envia TEL und Quantum Optics Jena derzeit gemeinsam im Raum Leipzig. Dafür wurde eine Verbindung zwischen dem Unternehmenscampus der enviaM Gruppe in Markkleeberg und dem Datacenter Leipzig der envia TEL in Taucha aufgebaut. Quantum Optics Jena stellt die QKD-Technologie und die entsprechende Hardware bereit, während envia TEL ihre Glasfaserinfrastruktur, Übertragungstechnik und ihre Erfahrung im Bereich Datacenter einbringt. Die Pilotstrecke dient dabei nicht nur dazu, QKD unter realen Bedingungen zu erproben. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse tragen dazu bei, das Verfahren für den Einsatz in bestehenden Kommunikationsnetzen weiterzuentwickeln und perspektivisch auch Kunden den Zugang zu quantensicherer Kommunikation zu ermöglichen.

Zukünftig sollen zudem aus einzelnen regionalen Verbindungen größere Netze entstehen. Als weitere Strecke ist eine Verbindung zwischen Leipzig und dem DE-CIX in Frankfurt geplant. Damit geht es langfristig nicht nur um einzelne Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, sondern um die Frage, wie sich QKD in größere Kommunikationsstrukturen integrieren und für mehrere Nutzer bereitstellen lässt. Für envia TEL und Quantum Optics Jena steht mit dem Projekt zunächst die praktische Erprobung im Vordergrund. Die Erfahrungen aus solchen Pilotprojekten sind dabei nicht nur für die beteiligten Unternehmen relevant. Auch auf europäischer Ebene wird der Aufbau sicherer Quantenkommunikationsnetze vorangetrieben.

Europas Chance bei der Quantenkommunikation

Bei der Entwicklung von Quantenverschlüsselungsverfahren sieht Dr. Kevin Füchsel Europa derzeit gut positioniert. „Wir haben im Moment die luxuriöse Position, dass wir in Europa relativ weit, wenn nicht sogar führend sind, was Quantenverschlüsselung angeht“, sagt er. Um diese Position weiter auszubauen, setzt Europa unter anderem auf den Aufbau einer gemeinsamen Quantenkommunikationsinfrastruktur. Ein wichtiger Baustein dafür ist die European Quantum Communication Infrastructure (EuroQCI). Die EU verfolgt damit das Ziel, bis 2030 eine europaweite Quantenkommunikationsinfrastruktur aufzubauen. Geplant ist ein Netzwerk, das eine sichere Schlüsselverteilung über nationale Grenzen hinweg ermöglicht und damit perspektivisch auch zur Absicherung europäischer Kommunikationsnetze beitragen kann.

Die Zusammenarbeit zeigt, was möglich wird, wenn Wissen und Erfahrung gemeinsam genutzt werden. Die dabei gewonnenen Erfahrungen schaffen eine Grundlage für weitere Entwicklungen und den Ausbau der Technologie. Damit ist die Teststrecke ein erster Schritt auf dem Weg zu Kommunikationsnetzen, die auch langfristig gegen neue Bedrohungen gewappnet sind.

Erfahren Sie im Blogartikel mehr über das QKD-Pilotprojekt und die Zukunft quantensicherer Kommunikation.

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