Der Quanten-Zufallszahlengenerator „Q-Dice” des Fraunhofer IPMS nutzt Quanten-Vakuumfluktuationen, um echte Zufälligkeit zu generieren. Das System erzeugt mit Bitraten von über 4 Gbit/s echte Zufallszahlen auf Basis von intrinsisch zufälligen und unbeeinflussbaren Quanteneffekten. Im Vergleich zu bestehenden Verfahren basiert Q-Dice nicht auf potenziell angreifbaren Algorithmen und ermöglicht deutlich höhere Datenraten. Dadurch eignet es sich insbesondere für sicherheitskritische Anwendungen.
Es ist mit einem starken Fokus auf Sicherheitsanforderungen konzipiert. Es erfüllt die strengen Anforderungen des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) gemäß AIS 20/31 und wird mit EAL3 (Evaluation Assurance Level) sowie als PTG 3 (Physical Random Number Generator) eingestuft. Dies ist ein wichtiger Nachweis für die Sicherheit des Systems.
Die Qualität der erzeugten Zufallszahlen wurde mit etablierten und international anerkannten Testverfahren wie BSI AIS 20/31 und der Test-Suite NIST SP 800-22 validiert.
Echte Zufälligkeit ist eine zentrale Voraussetzung für moderne kryptografische und sicherheitskritische Systeme. In diesen können deterministische oder unsichere Zufallszahlengeneratoren zu Schwachstellen in der Verschlüsselung und Authentifizierung führen. Mögliche Anwendungen sind sichere Kommunikation, Datenverschlüsselung (z. B. mittels QKD oder PQC), Authentifizierung und Zugriffsmanagement sowie großskalige Simulationen.
Das Fraunhofer IPMS bietet Q-Dice in zwei Konfigurationen an, um unterschiedliche Einsatz- und Betriebsanforderungen zu unterstützen:
- Q-Dice Hardware: Ein 19-Zoll-Rack-System als All-in-one-Hardwarelösung für den Einsatz in Rechenzentren und On-Premises-Umgebungen.
- Online QRNG (Quanten-Zufallszahlengenerator) on Demand (Entropie als Service) ist eine sichere Online-Schnittstelle, die direkten Zugriff auf quantengenerierte Zufälligkeit ermöglicht, ohne dass eine spezielle Hardwareinstallation erforderlich ist. Der Service ermöglicht eine schnelle Evaluierung und Prototypenentwicklung sowie die skalierbare Integration von Quantenentropie in Softwaresysteme und cloudbasierte Anwendungen.
Mit dem Übergang der Technologie in die Implementierungsphase setzt das Fraunhofer IPMS auf kollaboratives Wachstum. Ziel ist es, gemeinsam die Messlatte für Sicherheit und Vertrauen im digitalen Zeitalter weiter anzuheben. Daher sind interessierte Partner eingeladen, die Technik zu testen und gemeinsam Anwendungen für die Praxis zu entwickeln. (jr)
