Was unterscheidet einen Quantencomputer von herkömmlichen Computern? Was sind QuBits? Wann spricht man von Superposition? Und auf welche Temperatur müssen Quantencomputer-Chips heruntergekühlt werden, um mit ihnen rechnen zu können? Frau Vivija Simić, Project Manager Cybersecurity Training Lab, haben wir dazu im Interview gesprochen.
Frau Simić, kann man sich dem Thema Quanten spielerisch nähern? Welchen Einstieg bietet der Gamification-Ansatz der AISEC?
„Charlie und die Quantenfabrik“ greift Basiswissen zu Quantum Computing auf und baut ein Spiel um dieses Wissen auf. Unser Serious Game soll durch diesen spielerischen Ansatz Awareness zu dem Thema schaffen und gleichzeitig potenzielle Interessierte nicht durch komplizierte Texte oder Grafiken abschrecken. Der Gamification-Ansatz hat jedoch auch seine Grenzen: Weiterführende Aspekte sind zu kompliziert und technisch, als dass sie spielerisch und kreativ umgesetzt werden könnten.
Was ist vielen Fach- und Führungskräften noch nicht bekannt beim Thema Quantencomputing?
Vielen ist noch nicht bewusst, dass Quantencomputer schon jetzt eine Gefahr darstellen. Sie sehen es als „Ding der Zukunft“ und machen sich noch keine ernsthaften Gedanken. Es stimmt, dass es noch einige Zeit dauert bis gängige Krypto-Verfahren tatsächlich durch Quantencomputern gebrochen werden. Aber das heißt nicht, dass es noch keine Angriffe gibt: Ein Beispiel hierfür ist „Store now, Decrypt later“ Prinzip. Hierbei werden die verschlüsselten Daten abgefangen und gespeichert, bis Quantencomputer „so weit“ sind, die Verschlüsselung zu brechen. Das betrifft insbesondere auch Daten, die in Zukunft noch schützenswert oder geheim sind, wie beispielweise Informationen im Hochsicherheitsbereich.
Im Vordergrund steht immer wieder die Post-Quanten-Sicherheit der IT – wie schnell (wann) kommt ein fähiger Quantencomputer, der gängige Kryptografie-Verfahren obsolet macht?
Eine genaue Vorhersage, wann Quantencomputer letztendlich in der Lage sind, gängige Kryptografie-Verfahren obsolet zu machen, lässt sich nicht treffen. Es könnte sich um ein paar Jahre, aber auch um Jahrzehnte handeln. Deshalb ist es so wichtig, bereits jetzt eine Analyse zu machen und schützenswerte Informationen zu identifizieren.
Kann man jetzt schon die gängigen Kryptografie-Verfahren für die Zukunft sicher machen?
Um die gängigen Krypto-Verfahren zu schützen, gibt es bereits einige Gegenmaßnahmen; bei symmetrischen Verfahren beispielsweise „reicht“ die Verdoppelung der Länge des Schlüssels, um Quantencomputern entgegenzuwirken. Alle Gegenmaßnahmen sind jedoch auch mit höheren Anforderungen verbunden, da, um bei dem Beispiel zu bleiben, eine Verdopplung der Schlüssellänge mehr Berechnungen nach sich zieht, die Verschlüsselung aber trotzdem schnell von statten gehen soll.
Zum anderen existieren bereits einige Post-Quanten-Verfahren, die dem NIST zur Überprüfung ihrer tatsächlichen Sicherheit, Effizienz und Performanz vorliegen. Ab 2024 will das NIST die ersten standardisierten Verfahren vorstellen.
So viele praxisnahe Einsätze gibt es anhand der geringen Zahl der nutzbaren Quantencomputer nicht – wie stellen Sie praxisnahe Übungen sicher?
Die Fraunhofer Academy hat Zugang zum Quantencomputer in Ehningen für ausgewählte Projekte. Für den Schulungskontext reichen aber auch Simulatoren aus, die für die Bearbeitung von Übungen herangezogen werden können. Aktuell stehen jedoch die Awareness Schulungen für unterschiedliche Branchen im Vordergrund und die Einschätzung wie man mit der potenziellen Gefahr in einer speziellen Branche umgehen soll.
Vieles mehr wird mit unterhaltsamen Rätseln und Mini-Games aus der Welt der Quanten im webbasierten Serious Game „Charlie und die Quantenfabrik“ des Lernlabors Cybersicherheit vermittelt.
Der Weg durch das virtuelle Quantenlabor dauert etwa 30 Minuten. Auf der Spur der eigenen Erinnerung lernt man in der Rolle der Forscherin Charlie die Grundbegriffe und Funktionsweisen der Quantencomputer kennen und macht Bekanntschaft mit Robotern und Katzen.
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Neben Serious Games bietet das Lernlabor Cybersicherheit auch maßgeschneiderte Schulungen und individuelle Trainingskonzepte in unterschiedlichen Formaten (Web-Based-Trainings oder Online- bzw. Präsenz-Schulungen) für Unternehmen an – von Trainings zu Grundlagen bis hin zu Weiterbildungen für Expert*innen. Melden Sie sich mit Ihren Wünschen einfach bei uns!
Unsere Expertin im Interview
Vivija Simić
Project Manager Cybersecurity Training Lab
Dr. Raphaela Schätz ist seit Oktober 2016 für die Themenbereiche Didaktik und Qualitätsmanagement an der Fraunhofer Academy zuständig und dabei vor allem im Projekt Lernlabor Cybersicherheit tätig.
Frau Dr. Schätz studierte von 2006 bis 2011 Pädagogik an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München und promovierte dort 2016 in Pädagogischer Psychologie.
Zuvor arbeitete Frau Dr. Schätz als wissenschaftliche Mitarbeiterin an der LMU in der Arbeitsgruppe von Professor Mandl und beschäftigte sich u.a. mit den Forschungsthemen Lernen und Lehren in virtuellen Lernumgebungen sowie Evaluation.