QuINSiDa - Quantenbasierte Infrastruktur Netze für Sicherheitskritische drahtlose Datenkommunikation

Die moderne Quantentechnologie eröffnet viele neue Anwendungsgebiete. Aber sie birgt auch Risiken. So könnten Quantencomputer dank ihrer enormen Rechenleistung selbst modernste Daten-Verschlüsselungsverfahren aushebeln. Um diesem Szenario zuvorzukommen, entwickelt das Fraunhofer IPMS mit mehreren Partnern unter Führung der KEEQuant GmbH einen neuen Ansatz zur sicheren optischen Datenübertragung in drahtlosen Netzwerken mit Hilfe von Licht und Quantenschlüsseln.

Verknüpfung von Li-Fi Technologie und Quantenkryptographie

Mit der Li-Fi-Technologie können sich Nutzern über kurze Distanzen mittels optischer Signale miteinander vernetzen. Im Vergleich zur bekannten Wi-Fi-Technologie, die auf Funkwellen basiert, durchdringen die optischen Signale keine Wände und können so auf einen definierten Bereich ausgelegt werden. Außerdem erlaubt die Li-Fi-Technologie die volle Ausnutzung der verfügbaren spektralen Datenbandbreite.

Unabhängig davon wird weltweit die Quantenschlüsselverteilung (engl.: quantum key distribution, QKD) vorangetrieben, welche es ermöglicht, einen kryptographischen Schlüssel zu verteilen, dessen Sicherheit informationstheoretisch bewiesen werden kann. Bei der Quantenschlüsselverteilung werden beim Erzeugen der Schlüssel Quantenzustände in Form von Licht präpariert und zwischen den Teilnehmern im Netzwerk ausgetauscht. Beim Empfang der Quantenzustände werden diese gemessen und nachbearbeitet, so dass auf beiden Seiten identische, aber gegenüber einem Angreifer geheime Schlüssel entstehen.

Das Vorhaben QuINSiDa kombiniert erstmals beide Technologien zu einem “QKD over Li-Fi"-System. Dies ermöglicht es die bisher typischerweise eher im Gebäude-zu-Gebäude-Szenario angedachte QKD auch bis zum Endnutzer zu tragen.