Mehr Sicherheit in bestehenden Netzen durch Quantenkommunikation
Mit der zunehmenden Digitalisierung von Wirtschaft, Staat und Gesellschaft wächst auch die Bedeutung sicherer Kommunikations- und Netzinfrastrukturen. Zum Beispiel gelten die Datenübertragungswege in der Medizintechnik oder Industrie bereits heute als besonders sensible Angriffsziele. Die Anforderungen an die Vertraulichkeit und Integrität der übertragenen Daten nehmen daher kontinuierlich zu. Gleichzeitig fehlen heute noch Sicherheitstechnologien in den Netzinfrastrukturen, die diesen Anforderungen gerecht werden. Die mithilfe sogenannter Quantenschlüssel codierte Kommunikation ist ein vielversprechender Ansatz, um Netzinfrastrukturen künftig besser abzusichern. Allerdings wird diese Quantenkommunikation noch nicht in bestehenden Telekommunikationsnetzen eingesetzt. Ein zielgerichteter Technologietransfer in bereits heute eingesetzte Kommunikations- und Netzinfrastrukturen ist erforderlich. Neben der Systemintegration kann so die benötigte Stabilität und Resilienz der integrierten Technologie und Komponenten gewährleisten werden. Auf diesen Technologietransfer zielt auch die EuroQCI-Initiative ab. Auf dem Weg zu einer europaweiten sicheren Quantenkommunikationsinfrastruktur liegt der Fokus der Initiative zunächst auf der Entwicklung erster Testfelder, die innerhalb bestehender Kommunikationsinfrastrukturen unterschiedlicher Anwendungsfelder operieren.
Das Projekt „Integration von QKD in IKT-Netze“ (Q-net-Q) zielt darauf ab, die Quantenschlüsselverteilung (engl. Quantum Key Distribution – QKD) in bestehende Systeme der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) zu integrieren. Aufbauend auf einer gründlichen wissenschaftlichen Analyse soll ein systematischer Know-how- und Technologietransfer zwischen den beiden Technologiedomänen QKD und IKT entwickelt werden. Hierbei werden zunächst die Schnittstellen zwischen QKD- und IKT-Systemen entwickelt, um die jeweiligen QKD-Module unter den erforderlichen IT-Sicherheitsaspekten in produktive IKT-Kommunikationsnetze zu integrieren. Konkret ist die wissenschaftlich-technische Integration in vier verschiedene Testfelder geplant, die die Aspekte unterschiedlicher Entfernungen, Nutzerdichten in städtischen und ländlichen Gebieten sowie besondere Anforderungen wie beispielsweise im medizinischen Bereich adressieren.
Die Integration sowie das Management von Quantenschlüsseln in realen Netzwerken mit einer Vielzahl von Nutzenden ist ein Novum. Dabei ermöglicht insbesondere der Aufbau der Testfelder innerhalb bestehender Netze unterschiedlicher Anwendungsszenarien eine neue Ebene zur Erforschung von kombinierten QKD- und IKT-Systemen. Das Projekt bietet die einzigartige Gelegenheit einen wissenschaftlich fundierten Technologietransfer anzustoßen und die Forschung zur Integration von Quantenkommunikationslösungen in bestehende Netze entscheidend voranzubringen. Zudem werden elementare Bausteine für den Transfer der QKD-Technologie in reale IKT-Systeme geschaffen. Darüber hinaus ermöglicht der enge und kontinuierliche Austausch mit den EuroQCI-Partnern, dass sich die Q-net-Q-Testfelder künftig auch in eine europaweite Quantenkommunikationsinfrastruktur einbetten lassen. Somit schafft das Projekt Q-net-Q mehr IT-Sicherheit durch Quantenkommunikation und leistet einen wichtigen Beitrag zur technologischen Souveränität Deutschlands und Europas.