Sie gelten als Grundlage für den nächsten großen Sprung in der Digitalisierung: Durch ihre enorme Rechenleistung können Quantencomputer Kalkulationen durchführen, bei denen selbst Supercomputer an ihre Grenzen kommen. Für die Datensicherheit sind die potenziellen Fähigkeiten des Quanten-Computings (QC) eine große Gefahr: Viele der heutigen kryptographischen Verfahren werden nach vorliegenden Erkenntnissen durch die Einführung eines leistungsstarken Quantencomputers unsicher werden. Deshalb gilt es, bereits jetzt Methoden zur Post-Quanten-Kryptographie (PQC) zu entwickeln, die auch QC-Attacken standhalten können. Gerade für Bereiche und Systeme mit hohen Ansprüchen an die Langzeitsicherheit und Lebensdauer, die sich oft nicht kurzfristig austauschen lassen, sind PQC-Verfahren von großer Bedeutung.
Datenschutz auch in Medizingeräten
Zu diesen Bereichen zählt die Medizintechnik: Patientendaten kommt eine besondere Schutzbedürftigkeit zu. Medizinische Geräte, die diese erheben und verarbeiten, werden aber aufgrund ihrer Komplexität und ihres Anschaffungsaufwands für einen langfristigen Einsatz konzipiert. Aus diesem Grund hat der Forschungsbereich Cyber-Physical Systems des Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) unter Leitung von Prof. Rolf Drechsler nun gemeinsam mit Partnern aus der Forschung und Wirtschaft das Projekt „PQC-Technologien für den Datenschutz in der medizinischen Versorgung in Deutschland (PQC4MED)“ gestartet. Ziel ist es, durch neue langzeitsichere Update-Mechanismen zu garantieren, dass medizinische Geräte stets mit den aktuellsten kryptographischen Verfahren ausgestattet werden können – und so langfristig gegen Quantencomputer geschützt sind.
Schutz vor Quantencomputern durch Updates
Im Rahmen des Projekts soll daher eine Update-Plattform für eingebettete Systeme in der Medizintechnik entstehen, die es sowohl hardware- als auch softwareseitig ermöglicht, Verschlüsselung zu aktualisieren. Von großer Bedeutung ist hierbei das Secure Element (SE) – ein Chip, der den Schutz der verarbeiteten Daten im Gerät sicherstellt. Dieser soll sich auf neue Verschlüsselungsverfahren updaten lassen.
Als Basis gelten hierfür kryptographische Standards, die derzeit hinsichtlich ihrer Resistenz gegen Quantencomputer festgelegt werden. Doch auch medizinische Geräte, die sich bereits im Einsatz befinden, sollen durch neue Updateverfahren aktualisiert werden können. So ließe sich ein nachträglicher Austausch einzelner Secure Elements vermeiden.
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