Presseinformation der LMU München vom 24.08.2011

Sichere Übertragung in der Quantenkryptographie

Die Quantenkryptographie ermöglicht das abhörsichere Übertragen von Nachrichten. Dabei werden kleinste Lichtquanten, die Photonen, versendet. Obwohl die Quantenkryptographie – genauer: die Quantenschlüsselverteilung oder auch QKD – in der Theorie beweisbar sicher ist, werden immer wieder Schwachstellen aufgedeckt und erfolgreiche Abhörversuche gemeldet. So hat ein Forscherteam um den LMU-Physiker Professor Harald Weinfurter in Zusammenarbeit mit der Firma qutools GmbH nun selbst einen erfolgreichen und dabei unübertroffen einfachen Angriff auf ein QKD-System durchgeführt – und gleich eine Gegenmaßnahme vorgestellt. Beim „Lauschangriff“ schleusten die Wissenschaftler lediglich zusätzliche schwache Lichtpulse in die Verbindung zwischen Sender und Empfänger ein. Erstmals mussten damit die ausgetauschten Photonen nicht mehr gemessen werden, weil die Einzelphotondetektoren des Empfängers für kurze Zeit selektiv geblendet wurden. Unbemerkt konnten die Forscher über 98 Prozent des ausgetauschten Schlüssels bestimmen – und die anschließend übertragene verschlüsselte Nachricht erfolgreich abhören. „Dies zeigt einmal mehr, wie wichtig die konsequente Aufdeckung und Beseitigung von technischen Sicherheitslücken ist“, betont Weinfurter. „Das ist bei der QKD nicht anders als bei klassischen Verschlüsselungsverfahren. In diesem Fall gibt es aber eine erfreulich einfache Gegenmaßnahme.“ Denn durch verbesserte Elektronik kann stets kontrolliert werden, ob alle Detektoren auch bereit sind zum Nachweis von Photonen – als Voraussetzung für einen sicheren Schlüssel. Nicht nur diese Art von Angriff, sondern alle bisher berichteten Attacken mit hellen Lichtpulsen können so abgewehrt werden. „Eine sorgfältige Konstruktion und Steuerung vorausgesetzt, bietet die Quantenkryptographie auch weiterhin die perfekte Sicherheit, wie sie eben nur mit Naturgesetzen gewährleistet werden kann“, sagt Weinfurter. Nach erfolgreichen Demonstrationen in Netzwerken (SECOQC/TOKIO) werden sich nun auch kommerziell erhältliche Systeme in naher Zukunft weiter verbreiten. (suwe)

Publikation:
„Quantum eavesdropping without interception: an attack exploiting the dead time of singlephoton detectors“;
Henning Weier, Harald Krauss, Markus Rau, Martin Fürst, Sebastian Nauerth and Harald Weinfurter;
New Journal of Physics online, Juli 2011

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