Post-Quantum-Cryptography - Die Uhr tickt Ein Wettrennen um die Verschlüsselung von Quantenchips

Redakteur: Sandra Häuslein

Hacker mit Quantencomputern sind auch in China ein Schreckensbild. Nicht nur Forscher der Technischen Universität München, auch chinesische Kryptografie-Experten beteiligen sich daher am Wettrennen um die Datensicherheit der Zukunft.

Firma zum Thema

Um Hacker-Angriffe mithilfe von Quantencomputern abwehren zu können, beschäftigen sich Wissenschaftler aus den USA, China und Deutschland mit der sogenannten Post-Quanten-Kryptografie (PQK).
Um Hacker-Angriffe mithilfe von Quantencomputern abwehren zu können, beschäftigen sich Wissenschaftler aus den USA, China und Deutschland mit der sogenannten Post-Quanten-Kryptografie (PQK).
(Bild: ©Leo Lintang - stock.adobe.com)

„Das Wettrennen hat begonnen“, titelte das amerikanische Wirtschaftsmagazin „Forbes“ vor kurzem und meinte die globale Suche nach Chips und Algorithmen, die auch im Zeitalter von „Qubits“ und Supercomputern noch vor Cyber-Angriffen schützen können.

Hacker-Angriffe mithilfe von Quantencomputern abwehren

Die so genannte Post-Quanten-Kryptografie (PQK) beschäftigt sich mit Technologien, die Hacker-Angriffe mithilfe von Quantencomputern abwehren kann. Die Forschung in dem Bereich ist relativ jung, und es werden gerade die verschiedensten technologischen Routen erprobt. Einig sind sich alle Beteiligten nur in Einem: Es eilt. Während die Entwicklung und Kommerzialisierung von Quanten-Computern fortschreitet, und während Cyber-Angriffe auf digitalisierte Fabriken eine immer realere Bedrohung werden, wird auch die Abwehr gegen Angreifer per Quantencomputer immer dringlicher.

Nun ist einem Team von Forschern und Ingenieuren in China ein Durchbruch im Bereich PQK gelungen. Im akademischen Fachjournal „Optics Express“, erschienen am 30. Juli, beschreiben sie ein bahnbrechendes Verfahren, das auf der Integration oder Fusion von Quantencomputer-Schlüssel-Distribution und PQK beruht.

Das Team um Pan Jianwei und Zhang Qiang an der „University of Science and Technology“ in Hefei, gemeinsam mit Ingenieuren der chinesischen Firma Quantum C Tek und Forschern von anderen chinesischen Universitäten haben in Laborversuchen erstmals eine „komplette Integration von Quanten-Computer-Schlüssel-Distribution und Post-Quanten-Kryptografie“ erreicht und eine entsprechende Anwendung vorgestellt, berichtet das chinesische Fachjournal Dianzi gongcheng Zhuanji (EET China).

...erstmals eine „komplette Integration von Quanten-Computer-Schlüssel-Distribution und Post-Quanten-Kryptografie erreicht und eine entsprechende Anwendung vorgestellt.

aus dem chinesischen Fachjournal Dianzi gongcheng Zhuanji

Neuer ASIC-Halbleiter an der TU München entwickelt

Es handele sich um einen anderen Ansatz zur Lösung des Problems als den, das Team an der TU München kürzlich „mit ASIC-Chips“ vorgestellt habe, heißt es in dem Bericht. Dort hatte ein Team um Professor Georg Sigl einen neuen ASIC-Halbleiter entwickelt, dessen Sicherheit vor Quanten-Hacker auf einer kombinierten Hardware-Software-Lösung beruht. ASIC steht für „Application-specific Integrated Circuit“.

Der neue Chip aus München ermöglicht den Einsatz von Gitter-basierten Algorithmen wie Kyber oder auch des SIKE-Algorithmus, der auf supersingulären elliptischen Kurven basiert. Wesentlich ist, dass der neue Chip durch die Integration von Soft- und Hardware wesentlich schnellere Rechenzeiten ermöglicht.

Die Fortschritte an der TU München werden in China ganz klar als Ansporn verstanden, die eigenen Anstrengungen im Bereich PQK zu beschleunigen. „China forscht ebenfalls aktiv nach neuen Technologien der Post-Quantum-Kryptografie,“ schreibt EET China.

China wetteifert um die Technologie-Führerschaft in der Halbleiter-Industrie

Chinas Teilnahme an diesem Wettrennen ist im Kontext seiner Anstrengungen zu sehen, langfristig die Technologieführerschaft des Westens in der Halbleiter-Industrie zu brechen. Seit der ehemalige US-Präsident Donald Trump begonnen hat, China den Zugang zu den fortschrittlichsten Chips zu verwehren – und sein Nachfolger Joe Biden diesen „Technologie-Krieg“ mit Peking fortführt – vervielfacht man in der Volksrepublik die Investitionen sowohl in neue Produktionsanlagen, als auch in die Grundlagenforschung für die Chips der Zukunft.

Anfang dieses Jahres haben zwei chinesische Chip-Fabrikanten ein gemeinsames Labor für die Forschung und Entwicklung (F&E) von Quantenchips gegründet. Das Labor ist ebenfalls in Hefei in der chinesischen Provinz Anhui angesiedelt. Die „Origin Quantum Computing Company“ und die „Nexchip Semiconductor Corporation“ seien angetreten, die „übergroße Abhängigkeit von ausländischen Anbietern“ zu verringern, kommentierte die Pekinger Zeitung Global Times.

Forschung und Entwicklung von Quanten-Technologie vorantreiben

„China muss mit der F&E von Quanten-Chips und Quanten-Computern beginnen, sonst wird es eines Tages wieder den schmerzlichen Rückstand bei Schlüsseltechnologien für Chips spüren – genau wie heute,” zitiert die Zeitung einen chinesischen Wissenschaftler.

Der Schutz vor Hacker-Angriffen mit Quanten-Computern spielt dabei nun auch in Chinas Forschung eine zentrale Rolle. Die enorme Rechenleistung von Quantencomputern sei ein „zweischneidiges Schwert”, mit dem sowohl „Gutes wie Böses getan werden kann“, schreibt das US-Magazin Forbes. „Die Uhr tickt.“

Über den Autor

*Henrik Bork, langjähriger China-Korrespondent der Süddeutschen Zeitung und der Frankfurter Rundschau, ist Managing Director bei Asia Waypoint, einer auf China spezialisierten Beratungsagentur mit Sitz in Peking. „China Market Insider“ ist ein Gemeinschaftsprojekt der Vogel Communications Group, Würzburg, und der Jigong Vogel Media Advertising in Beijing.

(ID:47618794)