Das Bahnnetz post-quantensicher machen
Die umfassende Digitalisierung und Automatisierung der Leit- und Sicherheitstechnik ist für einen reibungslosen und sicheren sowie effizienten Schienenverkehr unabdingbar. Die komplexe Systemarchitektur der Bahn, der angestrebte hohe Grad an Automatisierung und neue Technologien führen dabei aber auch zu neuen Angriffsflächen, für deren langfristigen Schutz klassische kryptographische Verfahren alleine nicht mehr ausreichen werden. Mit Blick auf das Quantenzeitalter ist es daher notwendig, das Bahnnetz gegen Angriffe mit Quantencomputern, welche die bisherige Kryptografie brechen können, zu schützen.
Die Forschenden im Projekt „QUDIS“ untersuchen daher, wie Post-Quanten-Kryptographie in den Sicherheitsarchitekturen der Deutschen Bahn umgesetzt werden kann. Dabei sollen erstmalig quantenresistente Schutzverfahren in die Leit- und Sicherungstechnik eingeführt werden. Da eine Migration der Kryptografie in einem so komplexen System Auswirkungen auf den Betrieb haben kann, soll diese vorab umfassend erforscht, analysiert und optimiert werden. Damit soll ein ungestörter Betrieb bei der späteren Migration sichergestellt und mögliche Einschränkungen frühzeitig planbar gemacht werden. Im Rahmen des Vorhabens erforscht, demonstriert und evaluiert das Forschungsteam entsprechend die dafür nötigen Verfahren der Post-Quanten-Kryptographie inklusive der dazugehörigen Protokolle sowie die Prozesse der Kryptoagilität anhand bahnspezifischer Anwendungsfälle.
Insgesamt soll das Vorhaben umfassende neue Erkenntnisse zur hochausfallsicheren verschlüsselten sowie post-quantensicheren Kommunikation liefern. Die Projektergebnisse können einen wichtigen Beitrag leisten, um hochkomplexe digitale Infrastrukturen, wie beispielsweise digitalisierte Schienennetze, auch im anstehenden Zeitalter der Quantencomputer langfristig sicher zu gestalten. Die so mögliche frühzeitige Absicherung von neuer digitaler Infrastruktur, die auf viele Jahrzehnte angelegt ist, verspricht einen hohen gesamtwirtschaftlichen Nutzen für den Standort Deutschland.