‚Rauschendes Licht‘: Eine neue Methode der Verschlüsselung

Wissenschaftler der Northwestern University berichten, dass sie die Eigenschaften von Licht nutzbar gemacht haben, um Informationen so zu verschlüsseln, dass der Code nur auf eine einzige Weise geknackt werden kann – durch Umgehung der Naturgesetze.

Diese Hochgeschwindigkeits-Quanten-Kryptographie-Methode erlaubt den Wissenschaftlern die Versendung verschlüsselter Daten über eine Glasfaserleitung mit 250 MBit/s (Megabit pro Sekunde), was nach Angaben der Forscher mehr als 1000 Mal schneller ist als Verfahren, die auf bestehender Quanten-Technologie aufbauen.

Das Forschungsteam unter Leitung von Prem Kumar und Horace Yuen, beide Professoren an der Northwestern University, verwendet Standard-Laser und vorhandene optische Technologie für die Übermittlung eines großen Bündels von Photonen, den Partikeln, aus denen Licht besteht.

Derzeitige Techniken der Quanten-Kryptographie basieren auf dem Aussenden von einzelnen Photonen. Das Erkennen einzelner Photonen ist jedoch, wie die Wissenschaftler feststellten, vergleichsweise schwierig und erfordert Geräte, die so empfindlich sind, dass sie oft nicht vorhandene Photonen registrieren. Die Quanten-Kryptographie-Methode der Northwestern University benötigt weniger empfindliche Detektoren.

Es gibt ein zunehmendes Interesse an der Verwendung von Quanten-Kryptographie für kommerzielle und militärische Anwendungen, da diese Technologie offenbar absolute Unangreifbarkeit garantieren kann.

„Das System ist deshalb so sicher, weil ein Lauscher sich nicht einklinken kann, ohne die Photonen zu stören“, so Paul Kwiat, Professor für Physik an der University of Illinois at Urbana-Champaign und eine der führenden Autoritäten auf dem Gebiet der Quanten-Kryptographie. „Und wenn ein Lauscher die Photonen stört, sind sie verschwunden.“

Die Quanten-Kryptographie unterliegt allerdings immer noch einer großen Einschränkung, die verhindern könnte, dass sie zu einer praktisch einsetzbaren Technologie wird. Nach dem derzeitigen Stand funktionieren alle Quanten-Kryptographie-Techniken nur über spezielle Glasfaserkabel von Punkt zu Punkt und weder über das Internet noch über Distanzen von mehr als ca. 90 km.

Allerdings arbeiten neben den Wissenschaftlern auch führende Technologie-Unternehmen und einige Start-ups daran, dieses Hindernis zu überwinden.

Unternehmen wie IBM mit seinem Almaden Research Center oder NEC mit seinem NEC Research Institute sind bereits in hohem Maße in der Forschung zur Quanten-Kryptographie engagiert. Darüber hinaus versucht sich auch Telekommunikations-Riese Verizon Communications in der Quanten-Kryptographie über eines seiner Tochterunternehmen: BBN Technologies arbeitet zusammen mit der Northwestern University an der Entwicklung von Prototypen kommerzieller Quanten-Kryptographie-Systeme für Glasfasernetzwerke, die auch über das Internet funktionieren.

Auch einige Start-ups sind auf der Bildfläche erschienen, darunter die Schweizer Firma Id Quantique und aus New York Magiq Technologies, die beide versprechen, im Laufe des Jahres 2003 mit kommerzieller Quanten-Kryptographie-Technologie herauszukommen. Anfang November hatte Magiq bekannt gegeben, dass die Firma von verschiedenen Business-Angels rund 7 Mio. Dollar (5 Mio. Pfund) an Startkapital erhalten hat – darunter Jeff Bezos, Gründer und Chef von Amazon.com.

„Von allen Quanten-Informations-Technologien wie z.B. Quanten-Computing scheint Quanten-Kryptographie die erste erfolgreiche zu sein, wenn es darum geht, nutzbare Anwendungen zu entwickeln“, so Ben Stein, Senior Writer am American Institute of Physics.