Siemens maakt sleutels van licht: gegevensuitwisseling met kwantumcryptografie

Elektronische communicatie wordt wereldwijd veiliger. Siemens IT Solutions and Services, de Austrian Research Centers en de Technische Universiteit Graz ontwikkelen samen de eerste kwantumcryptografie-chip voor commerciële toepassingen. De chip vervangt de tot nu toe gebruikelijke sleutelverdelingssystemen gebaseerd op wiskundige algoritmen en genereert in plaats hiervan een volstrekt willekeurige getallenreeks uit lichtdeeltjes waarmee data beveiligd worden.

Het prototype van de kwantumcryptografie-chip is al gereed. Samen met het bijbehorende glasvezelnetwerk gaat het zorgen voor absoluut veilige, op de chip gebaseerde, gegevensuitwisseling. Een en ander wordt in oktober 2008 door Siemens IT Solutions and Services in Wenen gepresenteerd.

En zo werkt het: de kwantumcryptografie werkt met afzonderlijke lichtdeeltjes, zogenoemde fotonen, die door een optisch apparaat worden gegenereerd en gecodeerd. De veiligheid van de gegevens wordt daarbij gewaarborgd door natuurwetten; fotonen creëren namelijk volstrekt willekeurige sleutels. De momenteel gebruikte wiskundige algoritmes, die met de nodige tijd en inspanning gekraakt kunnen worden, hebben straks hun langste tijd gehad.
Nadat het optische apparaat de lichtdeeltjes via een glasvezelkabel naar de ontvanger van het bericht heeft gestuurd, meet elke communicatiepartner bepaalde eigenschappen van de fotonen met behulp van een detector. Vervolgens worden de waarden aan de hand van een communicatieprotocol via internet met elkaar vergeleken. Komen de waarden overeen, dan gaat de chip tot verwerking over en genereert deze met de meetresultaten een absoluut veilige sleutel. Het bericht wordt pas verstuurd, wanneer de sleutel veilig is. Bij het genereren van de sleutel wordt elke afluisterpoging geregistreerd, omdat fotonen hierbij veranderd resp. vernietigd worden. Wanneer de chip registreert dat iemand aan het afluisteren is, genereert hij eenvoudigweg een nieuwe sleutel. Dit wordt zo vaak herhaald, tot absoluut zeker is dat niemand meeluistert. De sleutels worden direct in de chip zelf voor het ver- en ontsleutelen van gegevens gebruikt en worden vervolgens gewist. Ze verlaten de chip nooit.

Naar verwachting zal het nog twee jaar duren voordat deze techniek in serie kan worden geproduceerd.

Siemens