Quantenverschlüsselung bietet Schutz vor Manipulation von TV-Übertragungen

Vodafone, ARD/SWR & Duale Hochschule BW testen Quantentechnologie
TV-Stream erstmals quantenverschlüsselt zwischen Frankfurt & Mainz übertragen
Mehr Sicherheit – Quantenphysik macht Abhörversuche sofort erkennbar

Vodafone, die ARD unter Federführung des SWR und die Duale Hochschule Baden-Württemberg arbeiten an mehr Sicherheit bei der Datenübertragung. Nun haben die Partner erstmals einen quantenverschlüsselten TV-Stream zwischen dem ARD-Standort Frankfurt und dem SWR-Funkhaus Mainz übertragen. Ein entscheidender Vorteil dieser neuen Technologie, die im Fachjargon ‚Quantum Key Distribution‘ heißt: Abhörversuche von Eindringlingen lassen sich sofort erkennen.

Die Quanten-Ära kommt. Wir bereiten uns jetzt mit neuen Technologien und starken Partnern darauf vor.
Fabrizio RocchioTechnik-Chef

Im Zeitalter von KI und Supercomputern spielt die Sicherheit bei der Datenübertragung eine immer größere Rolle. Dies gilt besonders für Live-Schaltungen im Fernsehen oder per Stream, die ein Millionenpublikum erreichen. Denn egal ob Fußball-WM oder Berichterstattung vom politischen Geschehen – die Bilder kommen als Datenstrom auf den heimischen TV-Bildschirm. Was wie ein reines Technik-Detail wirkt, ist in Wahrheit sicherheitsrelevant: Wenn Übertragungen manipuliert oder gekapert würden, könnten Angreifer in Echtzeit verfälschte Inhalte einspeisen.

TV-Sender müssen deshalb sicherstellen, dass Inhalte auf dem Weg vom Produktionsort zum Sendezentrum weder abgefangen noch verändert werden können. Heutige Verschlüsselungsverfahren bieten dafür bereits eine solide Grundlage – doch mit dem Aufkommen leistungsstarker Quantencomputer könnten sie künftig angreifbar werden. Denn Quantencomputer könnten aufgrund ihrer besonderen Rechenleistung bestehende Verschlüsselungsverfahren potenziell überwinden. Dem gegenüber steht die Quantenverschlüsselung. Sie verwendet neue Algorithmen zur Verschlüsselung von Daten oder IT-Systemen und nutzt die Möglichkeiten der Quantenphysik, um Abhörversuche sofort zu erkennen.

„Die Quanten-Ära kommt. Wir bereiten uns jetzt mit neuen Technologien und starken Partnern darauf vor. Unser Test zeigt einen Ansatz auf, wie sich sensible Daten über besonders sichere Kommunikationswege in Zukunft noch besser schützen lassen“, meint Technik-Chef Fabrizio Rocchio.

Fernsehsignal wird sicher übertragen

Für den Praxistest installierten die Partner Quanten-Technologie an zwei TV-Standorten. Diese Endpunkte sind über eine separate Glasfaserleitung, den sogenannten Quantenkanal, verbunden. Über diesen werden Photonen in bestimmten Quantenzuständen, sogenannte Qubits, transportiert. Aus den Qubits werden an beiden Enden Schlüssel erzeugt (Quantum Key Distribution). Diese werden für das beim Datentransport angewandte Verschlüsselungs-Verfahren genutzt. Jeder Versuch, den Kanal, auf dem die Qubits gesendet werden, abzuhören, wird physikalisch erkannt. Das liegt daran, dass das Messen von Quantenzuständen diese unmittelbar verändert, wodurch ein Lauschangriff auf den Schlüssel sofort sichtbar wird. In diesem Fall wird der Schlüssel sofort erneuert, ohne dass die Daten ihre Sicherheit verlieren.

Quantum encryption - Vodafone infographic — Darstellung des Versuchsaufbaus für eine sichere Datenübertragung mittels Quantenverschlüsselung zwischen Frankfurt und Mainz.

Exkurs: Was sind Quantencomputer, was ist Quantenverschlüsselung?

Quantencomputer sind eine neue Generation von Rechnern, die auf den Prinzipien der Quantenphysik basieren. Während klassische Computer mit Bits arbeiten – also Nullen und Einsen – nutzen Quantencomputer sogenannte Qubits, die jeweils unterschiedliche Zustände annehmen können. Im Vergleich zu klassischen Computern lassen sich dadurch bestimmte Berechnungen deutlich schneller durchführen und somit potenziell mit viel krimineller Energie und großem Aufwand heutige Verschlüsselungsverfahren brechen.

Quantum Key Distribution (QKD) ist ein hardwaregestützter Ansatz der Quantenverschlüsselung. Zudem gibt es mit Post Quantum Cryptography (PQC), einen softwarebasierten Ansatz der neue Algorithmen zur Absicherung von IT-Systemen vorsieht. Beide Verfahren dienen dem Schutz von Daten. Bei Quantum Key Distribution werden Abhörversuche physikalisch erkannt – eine Sicherheit, die einen besonders hohen Schutz vor Angriffen durch künftige Quantencomputer bietet.

Vodafone ist einer der führenden Kommunikationskonzerne Deutschlands. Die Vodafone-Netze verbinden: Menschen und Maschinen, Familien und Freunde sowie Politik, Wirtschaft und Gesellschaft. Millionen Menschen sind Vodafone-Kunden – ob sie surfen, telefonieren oder fernsehen; ob sie ihr Büro, ihr Zuhause oder ihre Fabrik mit Vodafone-Technologie vernetzen.

Die Düsseldorfer liefern Internet, Mobilfunk, Festnetz und Fernsehen aus einer Hand. Als Digitalisierungsexperte der deutschen Wirtschaft ist Vodafone vertrauensvoller Partner für Start-ups, Mittelständler genau wie DAX-Konzerne. Mit fast 29 Millionen Mobilfunk-, etwa 10 Millionen Breitband- und rund 9 Millionen TV-Kunden sowie zahlreichen digitalen Lösungen erwirtschaftet Vodafone Deutschland mit über 13.000 Mitarbeitenden einen jährlichen Gesamtumsatz von etwa 12 Milliarden Euro. Vodafone treibt den Infrastruktur-Ausbau in Deutschland voran und erreicht bundesweit knapp 30 Mio. deutsche Haushalte mit Gigabit-Geschwindigkeit. Gemeinsam mit seinem Partner OXG bauen die Düsseldorfer in den kommenden Jahren bis zu sieben Millionen neue FTTH Glasfaser-Anschlüsse. Mit seinem 5G Mobilfunk-Netz erreicht Vodafone mehr als 94 Prozent der Bevölkerung in Deutschland. Vodafones Maschinen-Netz (Narrowband IoT) für Industrie und Wirtschaft funkt auf mehr als 97 Prozent der deutschen Fläche.

Vodafone Deutschland ist mit einem Anteil von rund 30 Prozent am Gesamtumsatz die größte Landesgesellschaft der Vodafone Gruppe, einem der größten Telekommunikationskonzerne der Welt. Vodafone hat weltweit etwa 370 Millionen Mobilfunk- und Festnetz-Kunden und eine der größten IoT-Plattformen.

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Diversität ist in der Unternehmenskultur von Vodafone fest verankert und wird durch zahlreiche Maßnahmen gefördert. Dazu zählen Angebote zur Vereinbarkeit von Familie und Beruf ebenso wie Netzwerke für Frauen, Väter oder LGBT+. Vodafone respektiert und wertschätzt alle Menschen: unabhängig von ethnischer Herkunft, Behinderung, Alter, sexueller Orientierung, Geschlechtsidentität, Glauben, Kultur oder Religion.

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