Noch ist sie Zukunftsmusik, doch denkbar ist sie schon: die hochsichere Datenübertragung per Satellit. Das deutsche Start-up Mynaric ‒ Hersteller kabelloser Laserkommunikations-Technologien ‒ erhielt kürzlich den Auftrag zur Entwicklung von globalen Hochsicherheitskommunikations-Systemen. Die Gilchinger sollen zunächst eine Studie hinsichtlich der Cyber-Sicherheit aus dem All erstellen. Basis zur Gewährleistung der sicheren Datenübertragung aus dem Orbit ist die Laserkommunikation. Und genau in diesem Bereich gilt das bayerische Unternehmen ‒ eine Ausgründung des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums (DLR) ‒ als Pionier der Branche: Seit Herbst letzten Jahres produziert es die ersten Geräte in Serie.
Quantenschlüsselübertragung nutzt Laser
Der aktuelle Forschungsauftrag zielt auf die Bereitstellung kryptografischer Schlüssel durch Satelliten ab, so dass letztendlich ein quantensicheres Kommunikationssystem aufgebaut werden kann. Denn die Quantenschlüsselübertragung (QKD) gilt dank der Quantenmechanik von Natur aus als sicher, da diese dafür sorgt, dass eine Information nur einmalig abgerufen werden kann. Wird sie von einem Spion abgefangen, erreicht sie ihr Ziel nicht. Der Empfänger weiß somit, dass etwas nicht stimmt. Erhält der Empfänger wiederum die Information, weiß er, dass nur er sie empfangen hat.
Die Quantenschlüsselübertragung nutzt, physikalisch gesehen, Laser. Wobei hier in den Laserstrahlen die Quanteneigenschaften der Photonen in binäre Einsen und Nullen codiert werden. Sobald der Strahl zur Spionage unterbrochen wird, ändern sich die Quanteneigenschaften, was die verschlüsselten Daten für einen Angreifer nutzlos macht. Die optische Quantenkommunikation mithilfe von Laserverbindungen zu Satelliten und zurück wird als der vielversprechendste Weg gesehen, um große – auch globale ‒ Distanzen von mehreren Tausend Kilometern mit stabilen, nicht angreifbaren Kommunikationsverbindungen zu überbrücken.
Kommerziell nutzbare Lösung gesucht
Eine Demonstrationsmission soll die höchstmögliche Sicherheit der QKD vom Weltraum zum Boden validieren. Zwar wurde schon 2016 durch den chinesischen Quantensatelliten Micius demonstriert, dass eine sichere Kommunikation über eine Entfernung von 7.500 km zwischen China und Österreich möglich ist. Nun soll aber an einer kommerziell nutzbaren Lösung mit ähnlicher Technologie geforscht werden. Grund: der Bedarf an schneller und allgegenwärtiger Datenverfügbarkeit nimmt weltweit dynamisch zu. Und während derzeit die aktuellen Datennetze hauptsächlich auf eine – oft aus rechtlichen, wirtschaftlichen oder logistischen Gründen eingeschränkte – Infrastruktur zurückgreift, scheint eine Erweiterung der bestehenden Netzwerkinfrastruktur in Luft- und Raumfahrt sinnvoll.
Konsortium aus führenden europäischen Unternehmen und Partnern
Den aktuellen Entwicklungsauftrag erteilte das britische Unternehmens ArQit als Public-Private-Partnership mit der European Space Agency (ESA). Neben Mynaric besteht das von ArQit geführte Konsortium aus europäischen Unternehmen wie QinetiQ aus Belgien, BT aus Großbritannien und dem Fraunhofer IOF aus Deutschland.
„Die Arbeit, die wir mit ArQit und den anderen Partnern des Konsortiums leisten, ist ein weiterer Beweis dafür, dass wir eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Zukunft einer sicheren, weltraumgestützten Kommunikation spielen; in diesem Fall im Bereich der Quantenkryptographie. Cybersicherheit ist eines der dringlichsten Anliegen unserer Zeit und wir freuen uns, dass die Laserkommunikation in einem weiteren Markt mit hohen Wachstumsprognosen eine entscheidende Rolle spielen wird,“ so Dr Markus Knapek, Gründer und Vorstandsmitglied von Mynaric.
Zielkunden sind Banken, Versicherungen und Behörden
ArQit baut derzeit ein quantensicheres Business-Ecosystem basierend auf einer open source Blockchain auf. So sollen die Quantenschlüssel von ArQit’s Kunden genutzt werden, um ihre Kommunikation vor Cyber-Angriffen aller Art, auch vor zukünftigen Quantencomputern, zu schützen.
Das System verbindet einen, mit einer vertrauenswürdigen optischen Nutzlast ausgestatteten, Satelliten mit Bodenstationen auf der ganzen Welt, um Daten an staatliche oder kommerzielle Kunden zu liefern, bei denen die Sicherheit und Vertraulichkeit der gemeinsam genutzten Informationen von höchster Bedeutung sind. Zielkunden könnten hier Banken, Versicherungen, Krankenhäuser oder Behörden sein. Da jeder Standort, der in das hochsichere Kommunikationssystem aufgenommen werden soll, eine eigene optische Bodenstation benötigt, könnte aus der initialen Studie an die Bayern ein Auftrag zur praktischen Umsetzung folgen.
Bild oben: Bodenstation von Mynaric ©Mynaric
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