«Autos und Smartphones verwenden schon bald Quantentechnologie für die Sicherheit»

Von Yasmin Billeter

Prognosen von unseren Expertinnen und Experten: Teil 9

Was ist im Bereich Quantenkryptographie in nächster Zeit zu erwarten? Esther Hänggi spricht in diesem Interview über die sonderbare Welt der Quanten und wie diese etliche IT-Sicherheitsprobleme lösen könnten.

Frau Hänggi, was ist in diesem Jahr im Bereich Quantenkryptographie zu erwarten?

• Erste Alltagsgegenstände, welche Quantentechnologie für die Sicherheit eingebaut haben: zum Beispiel Autos oder Smartphones, die mittels Quantenphysik sichere Zufallszahlen erzeugen.
• Erste grosse Netzwerke, die mit Quantenkryptographie verschlüsselt werden, etwa in der Telekommunikations- oder Energie-Branche. Ausserdem mit dem Wachstum der Quantencomputer auch mehr Interesse daran, sich gegen sie zu schützen, und damit an der Quantenkryptographie. Das Problem ist, dass Quantencomputer die momentan gebräuchlichsten kryptographischen Algorithmen brechen können. Quantenkryptographie bleibt aber auch in einer Welt mit Quantencomputer sicher.

Was wird es auch im kommenden Jahrzehnt noch nicht geben?

Quantengeld – Banknoten, welche durch Quantentechnologie fälschungssicher gemacht werden. Dazu gibt es zwar interessante theoretische Vorschläge – ich denke aber, wir müssen noch etwas warten, bis wir solches Geld mit uns herumtragen.

Quantenphysik verhält sich oft nicht so, wie wir es intuitiv annehmen, und überrascht mich immer wieder.

Worauf werden wir noch sehr lange warten müssen?

Dass es keine IT-Security-Probleme mehr gibt. Auch wenn gewisse Probleme gelöst werden können, tauchen immer wieder neue auf. Die Arbeit geht uns also nicht aus ?.

Was ist der grösste Irrtum von Laiinnen und Laien in Ihrem Fachgebiet?

Dass es Quantencomputer brauche, um Quantenkryptographie zu machen.

Was braucht es stattdessen?

Es braucht gute optische Komponenten: Laser, Photonendetektoren und Glasfaserkabel, damit Lichtteilchen (Photonen) über den Kommunikationskanal gesendet werden können. Aber keinen Quantenrechner. 

Was ist 2021 die grösste Knacknuss?

In der IT-Sicherheit bleibt auch 2021 eine der grössten Schwierigkeiten, verständlich machen zu können,  warum gewisse Sicherheitsmassnahmen wichtig sind und sich lohnen. Erstmal kosten die ja meistens nur.

Was fasziniert Sie an Ihrem Thema und warum stehen Sie dafür ein?

Quantenkryptographie kombiniert zwei Themen, die mich persönlich sehr interessieren: Quantenphysik und IT-Sicherheit. Die Quantenphysik verhält sich oft nicht so, wie wir es intuitiv annehmen, und überrascht mich immer wieder; das macht das Thema so spannend. Das zweite Thema ist IT-Sicherheit. Sichere IT-Systeme zu bauen, ist Detektivarbeit. Man muss dabei alle möglichen Angriffspunkte und Schwachstellen bedenken – nicht nur die technischen – und ausserdem die eigene Sichtweise immer wieder hinterfragen.

Sichere IT-Systeme zu bauen, ist Detektivarbeit.

Allgemein finde ich es spannend, wie die quantenphysikalischen Eigenschaften der Natur zu unserem Vorteil genutzt werden können, um bessere IT-Systeme zu entwickeln. Das bekannteste Beispiel hierfür ist sicher der Quantencomputer. Er kann gewisse Probleme effizienter lösen als ein herkömmlicher Computer. Daneben gibt es aber auch weitere Vorschläge, wie effizientere Kommunikationskanäle dank Quantenphysik. Oder eben die Quantenkryptographie, die Verschlüsselungen macht, welche auch mit beliebig schnellen Rechnern nicht geknackt werden können. Solche Quantenkryptographie-Geräte werden inzwischen von Firmen produziert und verkauft.

Es ist spannend, wie die quantenphysikalischen Eigenschaften der Natur genutzt werden können, um bessere IT-Systeme zu entwickeln.

Innerhalb der Quantenkryptographie interessiert mich besonders, wie diese Technologie in der Praxis sicher eingesetzt und wie deren Verwendung einfacher gemacht werden kann. Wie kann beispielsweise verhindert werden, dass beim Bauen der Geräte oder bei deren Einsatz Sicherheitsprobleme entstehen? Dass diese Geräte effizient genug sind für die Verwendung in praktischen IT-Systemen? Oder die Frage, wie man «gute» von «schlechten» quantenkryptographischen Geräten unterscheidet. 

Ich glaube, dass Quantenkryptographie noch viel häufiger in der Praxis eingesetzt werden wird, wenn diese Probleme gelöst sind. Dann würden etliche Sicherheitsprobleme wegfallen. 

Zur Serie «Prognosen»: Expertinnen und Experten der Hochschule Luzern – Informatik geben einen Ausblick auf Entwicklungen in ihrem Fachgebiet. 
An unsere Leserinnen und Leser: Welche Prognosen machen Ihnen Freude oder Sorge? Welche Entwicklungen streben Sie im Bereich Quantenkryptographie an?

Veröffentlicht: 14.01.2021

Unsere Expertin für Quantenkryptographie: Esther Hänggi ist Dozentin und Forscherin an der Hochschule Luzern – Informatik. Sie unterrichtet unter anderem Information Security Fundamentals. Hänggi forscht im Bereich Quantenkryptographie und hat kürzlich ein prestigeträchtiges SNFS-Practice-to-Science-Stipendium gewonnen.

Esther Hänggi ist Mitglied der Forschungsgruppe Information & Cyber Security | Privacy an der Hochschule Luzern – Informatik.

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