Forschung

Abhörsicher dank Rauschen

15.06.2020 - Neues Kommunikationsprotokoll mit künstlichem Rauschen bietet Schutz vor Lauschangriffen.

Hacker im Besitz eines Quantencomputers stellen eine ernsthafte Bedrohung für heutige Kryptosysteme dar. Deshalb arbeiten Forscher an neuen Verschlüsselungs­möglichkeiten auf Basis von Prinzipien der Quantenmechanik. Bisherige Verschlüsselungs­protokolle gehen jedoch davon aus, dass die kommunizierenden Geräte gut charakterisiert und vertrauens­würdig sind. Was aber, wenn das nicht der Fall ist und die Geräte allenfalls eine Hintertür für Lausch­angriffe offenlassen?
 

Ein Team unter der Leitung von Nicolas Sangouard von der Universität Basel und Renato Renner von der ETH Zürich hat die theoretischen Grundlagen für ein Kommunikations­protokoll entwickelt, das einen ultimativen Schutz der Privatsphäre bietet und sich experimentell verwirklichen lässt. Dieses Protokoll garantiert die Sicherheit nicht nur gegenüber einem Gegner mit einem Quantencomputer, sondern auch in Fällen, in denen die zur Kommunikation verwendeten Geräte „Blackboxes“ sind, über deren Vertrauens­würdigkeit nichts bekannt ist. Die Forscher haben bereits ein Patent angemeldet.

Zwar gibt es bereits einige theoretische Vorschläge für derlei Kommunikations­protokolle mit Blackboxes, ihrer Umsetzung im Experiment stand jedoch eine Hürde im Wege: Die verwendeten Geräte müssen die Information über den Kryptoschlüssel mit hoher Effizienz detektieren. Bleibt ein zu großer Anteil der Informations­einheiten (in Form verschränkter Paare von Lichtteilchen) „verschollen“, lässt sich nicht feststellen, ob sie durch eine dritte Partei abgefangen wurden oder nicht.

Das nun vorgestellte Protokoll überwindet diese Hürde mit einem Trick: Der tatsächlichen Information über den Kryptoschlüssel fügten die Wissenschaftler künstliches Rauschen hinzu. Selbst wenn ein größerer Teil der Informations­einheiten undetektiert bleibt, erhält ein Lausch­angreifer so wenig echte Information über den Kryptoschlüssel, dass die Sicherheit des Protokolls gewährleistet bleibt. Damit erhöhen die Forscher die Toleranz­schwelle für den Verlust an Information, bis zu der die Sicherheit der Kommunikation immer noch gewährleistet bleibt.

„Da es inzwischen die ersten Quantencomputer im kleinen Maßstab gibt, sind neue Lösungen zum Schutz der Privatsphäre dringend erforderlich“, sagt Sangouard. „Unsere Arbeit stellt einen bedeutenden Schritt nach vorn für den nächsten Meilenstein in der sicheren Kommunikation dar.“

U. Basel / DE

Weitere Infos

Neue Vakuumpumpe VACUU·PURE® 10

Öl- und abriebfreies Vakuum bis 10⁻³  mbar

VACUUBRAND präsentiert eine trockene und abriebfreie Schraubenpumpe für den Vakuumbereich bis 10⁻³ mbar. Die Pumpe besticht durch ihre wartungsfreie Technologie ohne Verschleißteile und weist ein Saugvermögen von 10 m³/h auf. VACUU·PURE 10 ist die ideale Lösung für Prozesse, bei denen partikel- und kohlenwasserstofffreies Vakuum im Bereich bis 10⁻³ mbar benötigt wird. Mit dieser Eigenschaft deckt die Schraubenpumpe viele Anwendungsgebiete ab – wie beispielsweise Analytik, Vorvakuum für Turbomolekularpumpen oder die Regeneration von Kryopumpen. Sie ermöglicht aber auch Prozesse wie die Vakuumtrocknung, Gefriertrocknung, Wärmebehandlung, Entgasung oder Beschichtung. Da keine Verschleißteile zu tauschen sind und lästige Ölwechsel entfallen, ist ein unterbrechungsfreier Betrieb mit sehr langen Standzeiten möglich.

VACCU PURE 10

Lernen Sie VACUU·PURE 10 kennen.

Newsletter

Die Physik in Ihrer Mailbox – abonnieren Sie hier kostenlos den pro-physik.de Newsletter!

Erleben Sie unsere neue HiScroll – die ölfreien Vakuumpumpen von Pfeiffer Vacuum

Die HiScroll Serie besteht aus drei ölfreien und hermetisch dichten Scrollpumpen mit einem nominellen Saugvermögen von 6 – 20 m³/h. Die Pumpen zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Leistung beim Evakuieren gegen Atmosphäre aus. Ihre leistungsstarken IPM*-Synchronmotoren erzielen einen bis zu 15% höheren Wirkungsgrad in Vergleich zu konventionellen Antrieben.

*Interior Permanent-Magnet

Pfeiffer HiScroll Pumpen Video

Erfahren Sie mehr über die neue HiScroll Vakuumpumpe

Webinar: Von Transportmessungen in der Festkörperphysik zur Impedanzanalyse in der Elektrotechnik

Nach einer kurzen Einführung in das Lock-in Verstärker Messverfahren erfahren Sie, wie diese Messtechnik bessere und schnellere Transportmessungen ermöglicht.

Mehr Informationen zum Webinar

Virtuelle Jobbörse

Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Da die erste virtuelle Jobbörse mit mehr als 1.500 Registrierungen und über 1.000 teilnehmenden Personen ein sehr großer Erfolg für Anbieter und Teilnehmende war, bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) und der Verlag Wiley-VCH eine weitere virtuelle Jobbörse im Herbst an.

Eventbeginn:
03.11.2020 - 12:00
Eventende:
03.11.2020 - 16:00

Mehr Informationen

Webinar: Von Transportmessungen in der Festkörperphysik zur Impedanzanalyse in der Elektrotechnik

Nach einer kurzen Einführung in das Lock-in Verstärker Messverfahren erfahren Sie, wie diese Messtechnik bessere und schnellere Transportmessungen ermöglicht.

Mehr Informationen zum Webinar

Virtuelle Jobbörse

Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Da die erste virtuelle Jobbörse mit mehr als 1.500 Registrierungen und über 1.000 teilnehmenden Personen ein sehr großer Erfolg für Anbieter und Teilnehmende war, bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) und der Verlag Wiley-VCH eine weitere virtuelle Jobbörse im Herbst an.

Eventbeginn:
03.11.2020 - 12:00
Eventende:
03.11.2020 - 16:00

Mehr Informationen