Quantenverschlüsselung wieder sicher
Die als absolut sicher geltende Verschlüsselungsmethode der Quantenkryptographie erlebte einen harten Schlag, als «Quanten-Hacker» die ersten Prototypen zur quantenkryptographischen Verschlüsselung knackten. ETH-Physiker haben nun eine Methode entwickelt, mit der die Sicherheitslücken geschlossen werden könnten.
Glasfasern leiten besonders gut Lichtwellen und spielen deshalb als Übertragungskanal in der Quantenkryptographie basierend auf Lichtteilchen (Photonen) eine zentrale Rolle» Von , 24.01.2012 11:25.
Für verschlüsselte Informationen, die über eine lange Zeit «unknackbar» bleiben sollen, galt die Quantenkryptographie lange als sicherste Methode der Verschlüsselung. Grund dafür ist, dass klassisch verschlüsselte Codes mit steigender Rechnerleistung der Computer auch einfacher zu knacken sein werden. Vor rund zwei Jahren kehrte jedoch bei den Quantenkryptographen Ernüchterung ein: Der «Quantum Hacking Group» von Vadim Makarov von der norwegischen Universität für Science and Technology gelang es damals, die zu diesem Zeitpunkt kommerziell verfügbaren Verschlüsselungsgeräte zu knacken.
Ein harter Schlag für die Quantenkryptographen, die für das Verschlüsselungsverfahren theoretische Sicherheitsbeweise erbracht hatten. Sie mussten nochmals über die Bücher. Auch die Gruppe für Quanteninformationstheorie von ETH-Professor Renato Renner wollte das nicht hinnehmen und forschte nach Lösungen. Nun publizierte sie in Nature Communications eine Methode, welche die Quantenkryptographie wieder sicher machen könnte.
Geheimzahl durch Computergeräusch hören
Nach dem Hacker-Angriff zeigte sich, wo das Problem liegt: Das Modell des Quantenverschlüsselungssystems, auf dessen Basis die Theoretiker die Sicherheitsbeweise erbrachten, entsprach nicht genau den Geräten, die von den Experimentalphysikern entwickelt wurden. Ereignisse, die im Experiment möglich, in der Theorie jedoch nicht berücksichtigt sind, liefern sogenannte Seitenkanäle.
In der klassischen Verschlüsselung nutzen Hacker diese Seitenkanäle für ihre Attacken, indem sie etwa den Stromkonsum eines Chips auf einer Bankkarte messen und darüber deren PIN ermitteln. Oder auch über bestimmte Geräusche, die ein Computer bei der Codeentschlüsselung macht.
Renner gibt als Beispiel ein persönliches Erlebnis, das ihn nachhaltig beeindruckte: Vor etwa acht Jahren hatte ihn einer der Erfinder der zur Verschlüsselung und Herstellung digitaler Signaturen verwendeten RSA-Methode, Adi Shamir, besucht und ihm ein Programm auf den Computer gespielt. «Ich sollte eine Zahl zwischen 0 und 10 eingeben», sagt Renner. An den Geräuschen, die der Computer bei der Berechnung der Zahl machte, konnte Shamir sagen, welche Zahl Renner eingegeben hatte.
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