Erste Banküberweisung mit Quantenverschlüsselung

Ein wesentliches Merkmal der Quantenphysik ist, dass vor der Messung die Teilchen keine Eigenschaften haben. Erst bei der Messung nehmen die Teilchen ihre Eigenschaften an und durch die Verschränkung sind die Eigenschaften beider Teilchen miteinander verbunden. Die Messergebnisse werden anschließend in eine Folge von 0 und 1, den Schlüssel zur Nachrichtencodierung, umgewandelt. Die Reihenfolge der Zahlen 0 und 1 ist auf Grund der Quantenphysik vollkommen zufällig.

Durch die Verschränkung entstehen in der BA-CA-Filiale und im Rathaus identische Folgen von Zufallszahlen, die als Schlüssel für die Nachrichtencodierung verwendet werden. Die Verschlüsselung der Nachricht erfolgt über das so genannte "one time pad"-Verfahren. Hier ist der Schlüssel genauso lang wie die Nachricht selbst. Die Nachricht wird bit für bit mit dem Schlüssel verknüpft und anschließend durch das Glasfaser-Datenkabel übertragen. Die Entschlüsselung erfolgt wieder bit für bit.

Ohne den genauen Schlüssel kann man die Nachricht nicht lesen. Ein möglicher Lauscher kann schon während der Schlüsselerzeugung erkannt werden, also noch bevor mit der Übertragung der verschlüsselten Nachricht begonnen wird, denn jeder Eingriff in die Übertragung der Lichtteilchen beeinflusst die Abfolge der Zahlenfolgen an den Messstationen. Wird abgehört, erhalten beide Partner eine unterschiedliche Folge von Zufallszahlen - also nicht den gleichen Schlüssel.

Durch einen öffentlichen Vergleich eines Teils des Schlüssels kann herausgefunden werden, ob die Quantenleitung abgehört wurde. Wenn ja, erzeugt man einen neuen Schlüssel für die Übertragung der Nachricht. Ein Lauscher kann also höchstens die Übertragung verhindern, nicht aber den Inhalt der Nachricht auslesen.

Das Gerät zur Erzeugung des Schlüssels für die Nachrichtencodierung wurde am Wiener Institut für Experimentalphysik von einer Gruppe um Prof. Anton Zeilinger in enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Quantentechnologien des Bereichs Informationstechnologien von ARC Seibersdorf research GmbH unter der Leitung von Dr. Christian Monyk entwickelt. Die beiden Partner arbeiten seit zwei Jahren zusammen, um einen marktreifen Prototyp für Quantenkryptographie zu entwickeln.