Quanten-Zufallszahlengenerierung (QRNG)

Quanten-Zufallszahlengenerierung (QRNG)

Echte Zufälligkeit ist in deterministischen Systemen eine Herausforderung, da herkömmliche Zufallszahlengeneratoren (RNGs) vorhersehbar sein können, was zu Sicherheitslücken führt. Die Quanten-Zufallszahlengenerierung (QRNG) nutzt Quanteneffekte, um echte Zufälligkeit zu erzeugen, die von Natur aus sicher und unvorhersehbar ist.

QRNG ist für Branchen wie Finanzen, Telekommunikation und Datenschutz von entscheidender Bedeutung. Im Finanzwesen gewährleistet es eine sichere Transaktionsabwicklung und schützt sensible Informationen. In der Telekommunikation verbessert QRNG Verschlüsselungsprotokolle und schützt Daten während der Übertragung. Im Bereich Datenschutz liefert QRNG die für robuste kryptografische Schlüssel erforderliche Zufälligkeit und gewährleistet so die Integrität und Vertraulichkeit von Informationen. Eine hochwertige Entropiequelle ist sowohl für QKD als auch für PQC unerlässlich, da ohne sie kein zukünftiges kryptografisches Modul funktionieren kann.

Das Fraunhofer IPMS ist ein wichtiger Innovator auf dem Gebiet der Quanten-Zufallszahlengenerierung (QRNG) und liefert vertrauenswürdige, hardwarebasierte Quanten-Zufälligkeit für Hochsicherheitsanwendungen. Mit fundiertem Fachwissen in den Bereichen Quantenoptik, photonische Integration und sichere eingebettete Systeme entwickelt das Fraunhofer IPMS echte Zufallszahlengeneratoren, die auf der grundlegenden Unvorhersehbarkeit der Quantenmechanik basieren.

Es besteht die Möglichkeit, von uns oder unseren Partnern generierte Zufallszahlen über ein Online-Portal zu erwerben.

Unsere Projekte

Mit einem wachsenden Portfolio an nationalen und internationalen Forschungskooperationen spielt das Fraunhofer IPMS eine zentrale Rolle bei der Entwicklung der nächsten Generation quantensicherer Technologien. Für Organisationen, die auf der Suche nach vertrauenswürdiger Zufälligkeit mit hoher Entropie sind, um ihre kryptografischen Systeme zukunftssicher zu machen, ist das Fraunhofer IPMS ein anerkannter Marktführer in der Entwicklung und Bereitstellung von QRNG. Hier sind einige unserer aktuellen nationalen und EU-Projekte zur Erzeugung von Quanten-Zufallszahlen.

 

Forschungsprojekt

CBQD

Chipbasiertes Quanten-Zufallsgenerator

  • Entwicklung eines integrierten QRNC-Chips einschließlich Nachbearbeitung mit einer Bitrate von mehreren Gbit/s
 

Forschungsprojekt

Quant-ID

Quantensichere Identitäten für eine digitale Zukunft

  • Entwicklung von Post-Quanten-Kryptografie und sicherer Benutzerautorisierung

Fraunhofer IPMS Q-Dice

Das Fraunhofer IPMS ist führend in der Entwicklung integrierter, leistungsstarker Quanten-Zufallszahlengeneratoren (QRNGs) für verschiedene Anwendungen. Unsere Q-Dice-Lösungen konzentrieren sich darauf, echte Zufälligkeit bei hohen Geschwindigkeiten zu liefern und so robuste Sicherheit für die moderne digitale Kommunikation zu gewährleisten.

Eckdaten

Entwicklung integrierter, leistungsstarker QRNGs

  • Raten: ≥1 Gbit/s
  • All-in-One-Lösungen
  • Integrierter Controller mit Nachbearbeitung und Schnittstelle
  • Schnittstellen: Ethernet, USB, PCI-E
  • Zertifizierung gemäß BSI AIS 20/31 und NIST SP 800-22
  • Verschiedene Formfaktoren: PCI-E-Karte, 19-Zoll-Rack, Dongle usw.
Fraunhofer IPMS QRNG Competencies
Kompetenzen des Fraunhofer IPMS im Bereich QRNG

Anwendungen für QRNG

In Branchen, in denen Datensicherheit, Verschlüsselung und Simulationsgenauigkeit von entscheidender Bedeutung sind, wie z. B. Cybersicherheit, Finanzen, Telekommunikation, Verteidigung und wissenschaftliche Forschung, bietet QRNG eine vertrauenswürdige Grundlage für kryptografische Systeme und sichere Anwendungen. Durch die Bereitstellung einer unverfälschten Zufälligkeit mit hoher Entropie stärkt QRNG die Widerstandsfähigkeit von Sicherheitsprotokollen und gewährleistet einen robusten Schutz vor klassischen und quantenbasierten Cyberbedrohungen.

Zugriffsverwaltung

Zugriffsmanagementsysteme übertragen Authentifizierungsdaten sicher innerhalb begrenzter Räume, während QRNG garantiert, dass Schlüssel und Token wirklich zufällig sind. Gemeinsam ermöglichen sie hochsichere, manipulationssichere und standortspezifische Zugangskontrollsysteme.

Sichere Kommunikation

QRNG garantiert wirklich zufällige Schlüssel und schafft die Grundlage für quantensicheren Datenschutz. In Kombination mit klassischen Protokollen entstehen hochsichere Kanäle, resistent gegen heutige und künftige Quantenangriffe.

Verschlüsselung von Daten

QRNG erzeugt unvorhersehbare Zufallszahlen für starke Schlüssel, während sichere Übertragungsmethoden Daten in begrenzten Kanälen schützen und Überwachung minimieren. So entsteht robuste End-to-End-Verschlüsselung mit höherer Sicherheit.

Quantencomputing

Eine schnelle Kommunikation mit geringer Latenz zwischen Quantencomputernodes kann erleichtert werden, während QRNG eine wirklich zufällige Eingabe gewährleistet. Dies verbessert die Leistung und Sicherheit von Quantencomputing-Anwendungen.

Quantensimulation

Hochgeschwindigkeits-Kommunikation mit geringer Latenz für Quantensimulationen, wobei QRNG eine wirklich zufällige Eingabe gewährleistet. Dies verbessert die Leistung und Sicherheit für Quantensimulationen und kryptografische Operationen.