Digitale Vertraulichkeit ist eine wichtige Voraussetzung für einen modernen Staat, eine starke Wirtschaft und das Vertrauen der Bürger:innen. Viele Daten behalten ihren Schutzbedarf über Jahrzehnte – in Verwaltung, Polizei, Justiz, Finanz- und Gesundheitswesen sowie kritischen Infrastrukturen allgemein. Der Fortschritt bei Quantencomputern macht es notwendig, digitale Sicherheit weiterzuentwickeln: Verschlüsselung muss auch dann noch Daten schützen, wenn heutige Verfahren künftig angreifbar werden. Quantensichere Kommunikation bietet dafür einen schrittweisen Übergang, der bestehende Systeme ergänzt und langfristige Sicherheit vorbereitet.
Reallabor in Wiesbaden aufgebaut
„Hier setzt die Quantum Key Distribution, QKD, an, mit der wir an der Hochschule arbeiten“, erklärt Prof. Dr. Nikolay Tcholtchev von der Hochschule RheinMain (HSRM). „Sie stützt die IT-Sicherheit des Schlüsselaustauschs in der digitalen Kommunikation nicht auf Rechenkomplexität, sondern auf physikalische Gesetze der Quantenmechanik. Für den öffentlichen Sektor trägt dies zu Möglichkeiten bei, hochsensible Regierungs- und Bürgerdaten zukunftssicher und abhörsicher via Glasfaser zu übertragen.“
Eingebettet ist das Verfahren in ein Projekt, das die Funktionalität von QKD im Reallabor zeigen soll. Es demonstriert dabei den Übergang von theoretischer physikalischer Forschung in die praktische IT-Sicherheit von Behörden. Gemeinsam mit der Hessischen Zentrale für Datenverarbeitung (HZD) und dem Unternehmen KEEQuant entsteht in Hessen, in der Landeshauptstadt Wiesbaden, eine wissenschaftliche Testplattform für quantensichere Kommunikation mit QKD und modernem Schlüsselmanagement für die Landesverwaltung. So wurde im April eine Testverbindung zwischen einem Campus der HSRM und der HZD erfolgreich aufgebaut.
Basis für hessisches Sicherheitsökosystem
„Diese Testplattform macht Quantensicherheit greifbar: nicht als abstraktes Zukunftsthema, sondern als realen Baustein für sichere digitale Infrastruktur“, sagt Beate Minor, Abteilungsleiterin IT-Sicherheitsmanagement bei der HZD. „Das Projekt ist für die HZD kein isoliertes Experiment, sondern kann Keimzelle für zukünftige Ausbaustufen eines Sicherheitsökosystems sein.“
Das Vorhaben dient gleichzeitig dem Aufbau von regionaler Kompetenz und Know-how im Bereich der Quantenkommunikation: „Durch die praktische Infrastruktur schaffen wir auch die Grundlage für zeitgemäße Lehrveranstaltungen und bieten eine Basis für praxisnahe Masterarbeiten und Promotionen“, so Prof. Dr. Holger Hünemohr.
IT schrittweise zukunftsfähig machen
Neben der physikalisch basierten Sicherheit gehören auch kryptografische Verfahren wie die Post-Quanten-Kryptografie zur zukünftigen digitalen Resilienz. „Daran wird bei uns an der Hochschule RheinMain ebenfalls geforscht. Schlüsselmanagement-Systeme können diese beiden Welten verbinden und somit Anwendungen, Rechenzentren, Behördennetze und Sicherheitsgateways auf einen späteren Ausbau vorbereiten“, erklärt Prof. Dr. Marc Stöttinger.
[Als Hilfsmittel wurde KI in die Texterstellung einbezogen]