Die Bundesdruckerei, Fraunhofer und Infineon demonstrieren erstmals ePass-Sicherheit im Zeitalter von Quantencomputern

Der vom Halbleiterentwickler Infineon Technologies entwickelte Sicherheitscontroller schützt die im ePass enthaltenen biometrischen und demografischen Daten vor klassischen und Quantencomputer-Angriffen Bundesdruckerei). ) der weltweit erste elektronische Reisepass, der die Sicherheitsanforderungen der nächsten Ära des Quantencomputings erfüllt.

Infineon ist ein Pionier in der Entwicklung und Implementierung kryptografischer Mechanismen, die der Rechenleistung von Quantencomputern standhalten. Durch die Vorbereitung eines reibungslosen Übergangs von derzeit verwendeten Sicherheitsprotokollen zur Post-Quanten-Kryptografie ermöglicht Infineon die Schaffung stabiler und zukunftssicherer Sicherheitslösungen.

Diese Technologie „nutzt die Dilithium- und Kyber-Kryptografieverfahren, die im Juli 2022 vom American National Standards Institute NIST nach einem weltweiten Wettbewerb für Post-Quanten-Kryptografie ausgewählt wurden“, kommentiert Fraunhofer AISEC-Professor Marian Margraf.

„Auf dieser Grundlage haben wir Passprotokolle entwickelt, die dann einer weiteren unabhängigen Sicherheitsbewertung unterzogen wurden. »

Der Prototyp nutzt die kontaktlose Datenübertragung vom ePass zum Grenzkontrollterminal, jedoch mit einer quantencomputerfähigen Version des Extended Access Control (EAC)-Protokolls. Somit werden die biometrischen Informationen des Passinhabers auch während der Authentifizierung bereitgestellt.

Die aktualisierten Methoden sind weiterhin mit den aktuell etablierten Strukturen kompatibel. Das System wurde im Rahmen des Verbundforschungsprojekts „PoQuID“ entwickelt, das von Fraunhofer geleitet und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert wird.

Quantencomputer – die Realität von morgen

Aufgrund ihrer Rechenleistung haben Quantencomputer das Potenzial, verschiedene derzeit verwendete Verschlüsselungsalgorithmen zu stören. Es wird erwartet, dass Quantencomputerangriffe auf die aktuelle Kryptographie innerhalb der nächsten 10 bis 20 Jahre Realität werden.

Wenn Quantencomputer verfügbar werden, können einige Berechnungen viel schneller gelöst werden als aktuelle Computer, was sogar gängige Sicherheitsalgorithmen wie RSA und ECC beeinträchtigt. Verschiedene Internetstandards wie Transport Layer Security (TLS), S/MIME und PGP/GPG verwenden RSA- und ECC-basierte Kryptografie, um die Datenkommunikation zwischen Smartcards, Computern, Servern und industriellen Steuerungssystemen zu schützen. Bekannte Beispiele sind das Online-Banking auf „https“-Websites und die „Instant Messaging“-Verschlüsselung auf dem Handy.

Um die Herausforderungen des Massive Quantum Computing zu bewältigen, arbeitet Infineon mit seinen Kunden, Partnern und der Wissenschaft an allen Aspekten der Post-Quanten-Kryptographie zusammen. Als führender Anbieter von Sicherheitslösungen forscht Infineon aktiv an der Implementierung effizienter Post-Quanten-Kryptografiealgorithmen und strebt danach, zukünftige Standards effizient und sicher in kleinen und eingebetteten Geräten laufen zu lassen.

die ein Quantencomputer?

Ein Quantencomputer verwendet „Qubits“, die in einer sogenannten Superposition existieren können. Anstatt wie normale Geräte entweder 0 oder 1 zu sein, können sie beide gleichzeitig sein. Infolgedessen können einige Berechnungen gleichzeitig und viel schneller als zuvor durchgeführt werden, wodurch Probleme gelöst werden, die Rechenleistung jenseits der Reichweite aktueller Systeme erfordern würden. Mit tausendmal schnelleren Operationen bieten Quantencomputer neue Möglichkeiten, z. B. das Durchsuchen großer Datenbanken, die Simulation chemischer und physikalischer Reaktionen und das Design von Materialien.

Was ist Post-Quanten-Kryptographie?

Als Post-Quanten-Kryptografie werden neue kryptografische Algorithmen (meist Public-Key-Algorithmen) bezeichnet, die in der Lage sind, effektiven Schutz vor Angriffen durch Quanten- oder konventionelle Computer zu bieten. Post-Quanten-Kryptografieschemata laufen auf gewöhnlichen Computern und erfordern keinen Quantencomputer zum Ausführen. Sie funktionieren aus Anwendersicht ähnlich wie derzeit verfügbare Verschlüsselungsalgorithmen (zB RSA oder ECC). Dies macht die Post-Quanten-Kryptographie zu einem idealen Ersatz, der eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Quantenangriffe bietet. Zum Schutz vor den Angriffen, die derzeit RSA und ECC bedrohen, stützen sich Post-Quanten-Kryptografieverfahren auf neue und grundlegend andere mathematische Grundlagen. Dies schafft neue Herausforderungen für die Implementierung von Post-Quanten-Kryptografie auf kleinen Chips mit begrenztem Speicherplatz.

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