Verbundprojekt QuINSiDa:
„QUantenbasierte Infrastruktur Netze für Sicherheitskritische drahtlose Datenkommunikation“
QuINSiDa – ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Verbundprojekt zur
Entwicklung von Technologien zur flexiblen und sicheren drahtlosen Quantenkommunikation zwischen mehreren Geräten innerhalb eines Raumen (Quantennetzwerk).
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, entwickeln mehrere Partner unter Führung der KEEQuant GmbH einen neuen Ansatz zur sicheren optischen Datenübertragung in drahtlosen Netzwerken mit Hilfe von Licht und Quantenschlüsseln. Hierzu werden Technologien zur Quantenschlüsselübertragung (QKD) mit optischen Kommunikationstechnologien (Li-Fi-Technologie) kombiniert, um ein drahtloses Q-LAN realisieren zu können.
Entwicklung und Nutzen
Die Forschenden entwickeln im Projekt die grundlegende Technologie und demonstrieren deren Einsatz in einem Q-LAN in einer praxisnahen Campus-Netzarchitektur. Neben der Technologieentwicklung liegt ein weiterer Schwerpunkt auf der Sicherheit des gesamten QKD-Systems. Um diese zu verbessern, werden im Projekt Netzwerkmanagementtechnologien für Quantennetzwerke erprobt und Methoden der klassischen Kryptografie adaptiert.
Die Nutzung eines optischen Kommunikationsnetzwerkes bietet im Gegensatz zu funkbasierten Ansätzen den Vorteil, dass jeder Teilnehmer, der sich im optisch drahtlosen Kommunikationskanal
(Li-Fi Kanal) anmeldet auch für den Quantenkanal sichtbar ist. Damit ist sichergestellt, dass es auch zu einem sicheren Schlüsselaustausch kommen kann.
Um den Li-Fi Kanal und den Quantenkanal voneinander zu trennen werden dabei unterschiedliche Wellenlängen des Lichts verwendet. Diese Trennung lässt sich durch den Empfänger mittels einer entsprechenden optischen Filterung gegen Interferenzeinflüsse optimieren.
Das vorgestellte Konzept eines quantenbasierten Infrastrukturnetzes für sicherheitskritische, drahtlose Datenkommunikation ist ein völlig neuer interdisziplinärer Ansatz, der bisher weder in wissenschaftlichen Veröffentlichungen noch in aktuellen Marktlösungen vorgestellt wurde. Dieser Ansatz wird im Projekt vor allem im Hinblick auf sicherheitskritische Anwendungen, wie z.B. die Ausstattung öffentlicher Versorgungseinrichtungen, wie Banken, Krankenhäuser, Energieversorger, öffentliche Dienste, Telekommunikationsknoten und Regierungseinrichtungen, untersucht werden.
Sicherheit und Integration
Ein besonderes Augenmerk gilt der Sicherheit des Gesamtsystems bei gleichzeitiger, interdisziplinärer Integration von Netzwerk-Management-Software, klassischer Kryptographie, QKD-Technologie und Li-Fi-Technologie. Die interdisziplinäre Vernetzung zwischen den verschiedenen Communities (QKD, Optik, Telekommunikation, Sicherheit) führt zu einer nahtlosen Integration der neuartigen Technologien in bestehende Sicherheitstechnologien. Dies macht es Endnutzern leicht, die Technologie in bestehende Infrastrukturen zu übernehmen.
Gleichzeitig ist das Projekt vor dem Hintergrund der technologischen Souveränität für den Standort Deutschland von gesellschaftlicher Bedeutung.
Partner im Projekt
KEEQuant GmbH, Fürth (Verbundkoordinator)
Fraunhofer IPMS, Dresden
Fraunhofer IOF, Jena
TELCO TECH GmbH, Teltow
Infosim GmbH & Co. KG, Würzburg
BESCom Elektronik GmbH, Hamburg
Weitere Infos zu QuINSiDa erhalten Sie auf der Webseite des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und bei den beteiligten Projektpartnern.
Quellen: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Fraunhofer IPMS