Schutz vor Angriffen von Quantencomputern

Sonntag, 17.11.2019

IT-Sicherheit: Wissenschaftler der Universität zu Lübeck wollen medizinische Geräte vor Attacken bewahren

Lübecker Forscher starten ein neues Projekt: Im Mittelpunkt stehen dabei medizinische Geräte, die zukünftig vor Angriffen von Quantencomputern geschützt werden sollen. Außerdem geht es den Wissenschaftlern um den Schutz vorhandener Daten. Die Fördersumme für das dreijährige Gesamtprojekt beträgt 3,5 Millionen Euro, davon gehen etwa 500.000 Euro nach Lübeck. Beteiligt sind neben Industriepartnern auch Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen.

Klar ist: Quantencomputer können komplexe mathematische Probleme schneller und effizienter lösen als alle modernen Computer. Bisher sind diese Quantencomputer noch nicht komplett realisiert, doch weltweit arbeiten Forscher intensiv an der Quantentechnologie. Dass in dem Bereich Erfolge zu verzeichnen sind, zeigte sich im Oktober 2019: Google verkündete, dass es einem Quantencomputer erstmals gelungen war, eine Aufgabe zu lösen, an der konventionelle Supercomputer gescheitert sind. Das wird auch als „Quantenüberlegenheit“ bezeichnet.

Entschlüsseln in Rekordzeit

"Quantencomputer werden die Spielregeln der Informatik verändern, insbesondere in der Kryptografie", sagt Jan Wichelmann, Forscher am Institut für IT-Sicherheit (ITS) der Universität. Kryptografie ist die Wissenschaft der Verschlüsselung von Informationen. "Hochsichere Verschlüsselungsverfahren wie RSA können von Quantencomputern in Rekordzeit gebrochen werden", sagt Wichelmann. Auch sämtliche auf ihnen aufbauende Technologie sei betroffen.

Bisher setzen alle gängigen Sicherheitsstandards für den Datenschutz auf RSA oder ähnliche asymmetrische Kryptoverfahren, die mit Quantencomputern unsicher werden. Es gibt inzwischen eine Vielzahl an Verfahren, die sich als Alternative anbieten, aber keines dieser Verfahren ist standardisiert und praktisch erprobt. Das heißt, dass Firmen ihre Produkte zurzeit nicht gegen Quantencomputer schützen können.

Unternehmen unterstützen

Damit langlebige Geräte, wie in der Medizintechnik üblich, auch nach Jahren in Gebrauch noch auf neue Sicherheitsstandards umgestellt werden können, ist Vorbereitung notwendig. Genau hierum geht es in dem Projekt, das den Namen PQC4MED trägt: Effiziente und sichere Verfahren entwickeln, die auch vor Quantencomputern resistent sind, und so Geräte der Medizintechnik schützen.

Hieran arbeiten Prof. Thomas Eisenbarth, Jan Wichelmann und Luca Wilke vom ITS mit Partnern aus Industrie und Forschung. Das Projekt verfolgt ebenfalls das Ziel, dass auch mittelständische Unternehmen und Medizintechnikunternehmen auf den Paradigmenwechsel in der Computertechnik vorbereitet sind, und die Sicherheit der medizinischen Daten auch in zehn Jahren noch gewährleistet ist.

Das Projekt PQC4Med hat am 1. November 2019 offiziell begonnen und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Industriepartner sind: WIBU-SYSTEMS AG, Infineon Technologies AG, Schölly Fiberoptic GmbH, macio GmbH. Aus der Forschung nehmen teil das Institut für Theoretische Informatik des KIT und das DFKI in Bremen.