Die ganze Welt ist auf Geheimnisse angewiesen. Regierungen, Unternehmen, Einzelpersonen, ganz zu schweigen von Unternehmen, die im Internet „leben“– niemand könnte ohne Geheimnisse leben. Nicolas Gisin von der Universität Genf steht an der Spitze einer technologischen Bewegung, die die Sicherheit der elektronischen Kommunikation erheblich verbessern könnte. Gisins Werkzeug heißt Quantenkryptographie. Es kann verwendet werden, um Informationen so zu übertragen, dass jeder Abhörversuch erkannt werden kann
Die Technologie der Quantenkryptographie basiert auf den Gesetzen der Quantenphysik (die in Abständen in Kraft treten, die der Größe von Atomen entsprechen): Jeder Versuch, ein Quantensystem zu beobachten, verändert es unweigerlich. Ein ganzes Jahrzehnt hat die Technologie das Labor nicht verlassen, jetzt nähert sie sich der Produktion. Einer der Begründer der Quantenkryptographie, Richard Hughes, der am Los Alamos National Laboratory (New Mexico) arbeitet, sagt, man könne bereits über praktische Anwendungen nachdenken. Gisin, ein Physiker und Unternehmer, steht an der Spitze derjenigen, die versuchen, diese Technologie auf den Markt zu bringen. 2001 gründete er in dem Labor, in dem er arbeitet, die Firma id Quantique, die das erste kommerzielle Quantenkryptographiesystem herstellt. Der Prototyp, etwa so groß wie ein typischer PC, enthält einen Zufallszahlengenerator (ein wichtiges Element zum Erstellen eines Schlüssels für die Verschlüsselung und Entschlüsselung) und Geräte, die einzelne Lichtphotonen emittieren und registrieren, die ein Quantensignal bilden.
" Gewöhnliche" Kryptografen konzentrieren ihre Bemühungen auf die Entwicklung starker digitaler Schlösser, um zu verhindern, dass Informationen in die falschen Hände geraten. Doch selbst das sicherste Schloss nützt nichts, wenn jemand den Schlüssel stiehlt. Experten sagen, dass dies bei der Verwendung von Quantenkryptographie keine Angst haben kann. Die Schlüsselübertragung erfolgt in Form von Photonen, deren Polarisationsrichtung zufällig gewählt wird. Der Sender und das gewünschte Ziel vergleichen die Polarisation jedes Photons. Jeder Versuch, ein solches Signal abzuhören, führt zu einer Polarisationsänderung, die der gewünschte Empfänger bemerken kann. In diesem Fall werden neue Schlüssel übertragen, bis die Übertragung ohne Verzerrung verläuft. Die Quantenkryptographie ist ihrer Zeit immer noch voraus. Einige Nicht-Quantenverschlüsselungsschemata (wie das heute in der Geschäftswelt weit verbreitete Public-Key-System) sind immer noch unzerbrechlich. Aber die Sicherheit des Public-Key-Systems beruht auf der Tatsache, dass die heutigen Computer nicht schnell genug sind, um alle Code-Optionen vollständig aufzuzählen. Wenn die Geschwindigkeit von Computern zunimmt, nutzt sich dieser Schutz schließlich ab. Gisin sagt, dass das Public-Key-System heute vielleicht sicher genug ist, aber eines Tages wird jemand einen Weg finden, es zu knacken. Und nur durch die Verwendung von Quantenkryptografie bleiben heute verschlüsselte Nachrichten für immer geheim.
Gisin macht sich keine Illusionen über die Probleme, denen er sich stellen muss. Beispielsweise funktioniert die Quantenkryptographie nur in dem Bereich, den ein Lichtpuls ohne Zwischenverstärkung überwinden kann (da der Verstärkungsprozesszerstört
codierte Informationen). Gisins Team hält den Weltrekord für die Distanz, über die ein Quantenschlüssel erfolgreich übertragen wurde: Die Länge des Glasfaserkabels, das Genf mit Lausanne verbindet, beträgt 67 km. Die Arbeit von Gisin und anderen kann den Beginn der Ära der Quanteninformationstechnologien beschleunigen. Komischerweise wird die Ära der Quantenkryptographie zum Teil durch die Entwicklung von Quantencomputern nähergebracht, die eines Tages in der Lage sein werden, eine Geschwindigkeit bereitzustellen, die ausreicht, um moderne Verschlüsselungssysteme zu knacken. Gisin argumentiert, dass E-Commerce und E-Government nur Realität werden, wenn sich die Quantenkryptografie durchsetzt. Mit anderen Worten, die Zukunft der Technologie hängt stark von der Wissenschaft der Geheimnisse ab.
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