Quantenphysiker baut echten Zufallsgenerator

Ben Sussman, ein Physiker aus Ottawa, hat einen echten Zufallsgenerator entwickelt. Dabei macht er sich die Eigenarten der Quantenmechanik zunutze. Das System soll es zukünftig ermöglichen, in kritischen Bereichen deutlich sicherere Verschlüsselungen einzusetzen. Zufallszahlen zu erzeugen, stellt Informatiker schon lange vor große Probleme. Für gewöhnlich kommen dazu verschiedene Algorithmen zum Einsatz. Diese stellen allerdings nur - wenn auch kompliziert - nachvollziehbare Berechnungen an. Ist einem Angreifer sowohl der Verschlüsselungs-Mechanismus als auch der Algorithmus des Zufallszahlengenerators bekannt, kann er mit einigem Aufwand den Code knacken.

Aber auch andere scheinbar zufällige Ereignisse sind durchaus nachvollziehbar. Das einfachste Prinzip ist hier das Würfeln. Dieses taugt nur als Verfahren zur Ermittlung von Zufallszahlen, weil wir im Alltag die verschiedenen wirkenden Kräfte und die genaue Struktur des Würfels nicht genau genug erfassen können, um mit den normalen Bewegungsgesetzen im Kopf auszurechnen, welche Zahl letztlich oben liegt. Für den Anwendungsfall eines Spiels ist dies eben zufällig genug.

Geht es aber nun um Verschlüsselungen in Bereichen, in denen man damit rechnen muss, dass Angreifer sowohl ausreichend Zeit als auch Ressourcen zur Verfügung haben, um hinter einen scheinbaren Zufall zu kommen, stellen sich andere Ansprüche. Sussmans System soll diese erfüllen. Dafür nutzt er die Erkenntnis der modernen Physik, dass es im Quantenvakuum keine Ursache-Wirkung-Kausalität gibt, wie wir sie kennen, teilte der kanadische National Research Council, bei dem der Physiker tätig ist, mit.

In seinem System werden Laser-Impulse durch einen Diamanten geleitet. In dessen Inneren wirken Quantenfluktuationen auf den kurzen Lichtstrahl ein. "Das herauskommende Licht ist sehr speziell", so der Forscher. Die geringsten, nicht nachvollziehbaren Energieschwankungen werden ausgemessen und in eine Zufallszahl umgewandelt.

Ein weiterer Vorteil der Methode: Mit ihr können Zufallszahlen in sehr großer Menge generiert werden. Die einzelnen Laser-Impulse sind lediglich wenige Billionstel Sekunden lang. In kurzer Zeit können also sehr viele einzelne Impulse vermessen werden.