Würzburg - Physiker der Julius-Maximilians-Universität Würzburg untersuchen derzeit gemeinsam mit Wissenschaftlern der israelischen Bar Ilan Universität, inwieweit sich Laserstrahlen zum Zweck der abhörsicheren, geheimen Daten- und/oder Informationsübertragung einsetzen lassen. "Der Ausgangspunkt für unsere Überlegungen war, dass moderne Verschlüsselungsmechanismen auf Basis der Zahlentheorie funktionieren und mittels moderner Technologie auf lange Sicht hin zu knacken sind", erklärt Wolfgang Kinzel vom Lehrstuhl für Theoretische Physik III an der Universität Würzburg.

Im Detail machen sich die Forscher die Eigenschaften von Laserstrahlen insofern zunutze, als dass der Lichtstrahl eines Lasers üblicherweise als Paradebeispiel für eine regelmäßige Bewegung gilt. Die Lichtwelle zeichnet sich dadurch aus, dass die elektrischen und magnetischen Anteile absolut gleichmäßig im Takt mit der Frequenz der Welle schwingen. Das Vorhaben der Wissenschaftler, eine Informationsverschlüsselung durch einen Laser praktisch umzusetzen, beruht auf der Eigenschaft, dass ein Laser, dessen Lichtstrahl durch einen Spiegel wieder in sich selbst zurückgelenkt wird, chaotisch werden kann. "Als Folge daraus schwingt der Laser nun nicht länger regelmäßig und wird somit unberechenbar und reagiert empfindlich auf kleinste Störungen", so Kinzel.

Synchronisation

Auf dieser Basis fanden die Physiker in ihrer Versuchsanordnung heraus, dass sich zwei solcher chaotischen Laser, die einen Teil ihres Lichtstrahls zum jeweiligen Partner senden, synchronisieren lassen. Der Experte führt hierzu aus, dass "die Lichtwelle dann zwar noch chaotisch ist, aber durch beide chaotischen Laser im selben Gleichgewicht schwingt". Um diesen Effekt für die geheime, verschlüsselungssichere Nachrichtenübertragung zu nutzen, wird der chaotische Laserstrahl mit einer Nachricht moduliert. Kinzel betont, dass hierbei "kleine Schwankungen noch dazu addiert werden", so dass potenzielle Lauscher kaum mehr eine Chance hätten, dem Inhalt der Botschaft auf die Schliche zu kommen. Dabei spiele es keine Rolle, was ein möglicher Lauscher auch immer versuche, da sich sowohl mit oder ohne Nachricht die Intensität des Laserstrahles unregelmäßig und folglich unberechenbar darstelle. Nur der synchronisierte Partner-Laser kennt die Dynamik des Sende-Lasers, wodurch eine Rekonstruktion des geheimen Textes erst möglich wird.

Jahre der Grundlagenforschung

Laut Kinzel steckt dieses physikalische Prinzip jedoch noch in den Kinderschuhen, so dass bis zur praktikabel ausgereiften und kommerziell möglichen Anwendung noch Jahre der Grundlagenforschung nötig sind. Außerdem hänge die Weiterentwicklung der geheimen Nachrichtenübertragung auch vom Druck der Industrie ab. Für die nächsten Jahre ist zusammen mit den israelischen Kollegen eine weitere intensive Erforschung dieser Art der Informationsverschlüsselung mit Hilfe von synchronisierten, chaotischen Halbleiter-Lasern geplant. (pte)