Fraun­ho­fer IPMS stellt Quan­ten-Zufalls­zah­len­ge­ne­ra­tor vor

Ech­te Zufäl­lig­keit ist eine zen­tra­le Vor­aus­set­zung für moder­ne kryp­to­gra­fi­sche und sicher­heits­kri­ti­sche Sys­te­me, da deter­mi­nis­ti­sche oder unsi­che­re Zufalls­zah­len­ge­ne­ra­to­ren Schwach­stel­len in Ver­schlüs­se­lung und Authen­ti­fi­zie­rung ver­ur­sa­chen kön­nen. Vor die­sem Hin­ter­grund prä­sen­tier­te das Fraun­ho­fer-Insti­tut für Pho­to­ni­sche Mikro­sys­te­me (IPMS) Mit­te Juni 2026 Q-Dice – einen Quan­ten-Zufalls­zah­len­ge­ne­ra­tor (engl. Quan­tum Ran­dom Num­ber Gene­ra­tor, QRNG), der Zufalls­zah­len auf Basis von Quan­ten-Vaku­um­fluk­tua­tio­nen erzeugt. Das Sys­tem gene­riert ech­te Zufalls­zah­len mit Bit­ra­ten von über 4 Gbit/s und nutzt dabei intrin­sisch unvor­her­sag­ba­re Quan­ten­ef­fek­te. Anders als klas­si­sche, algo­rith­men­ba­sier­te Ver­fah­ren ist die erzeug­te Zufäl­lig­keit nicht deter­mi­nis­tisch und damit nicht vor­her­sag­bar oder repro­du­zier­bar. Durch die Aus­wer­tung der Quan­ten-Vaku­um­fluk­tua­tio­nen erzeugt Q‑Dice zuver­läs­si­ge Quan­ten-Entro­pie für eine Viel­zahl sicher­heits­kri­ti­scher Anwen­dun­gen. Dazu zäh­len unter ande­rem siche­re Kom­mu­ni­ka­ti­on, Daten­ver­schlüs­se­lung – etwa im Rah­men der Quan­ten­schlüs­sel­ver­tei­lung (engl. Quan­tum Key Dis­tri­bu­ti­on, QKD) oder Post-Quan­ten-Kryp­to­gra­fie (PQK) – sowie Authen­ti­fi­zie­rung, Zugriffs­ma­nage­ment und groß­ska­li­ge Simu­la­tio­nen.

Q‑Dice wur­de mit einem star­ken Fokus auf Sicher­heits­an­for­de­run­gen ent­wi­ckelt. Die Qua­li­tät der erzeug­ten Zufalls­zah­len wur­de anhand eta­blier­ter und inter­na­tio­nal aner­kann­ter Test­ver­fah­ren vali­diert. Dabei erfüllt das Sys­tem unter ande­rem die stren­gen Anfor­de­run­gen des Bun­des­amts für Infor­ma­ti­ons­si­cher­heit (BSI) gemäß AIS 20/31 und ist nach EAL3 (Eva­lua­ti­on Assu­rance Level) sowie als PTG 3 (Phy­si­cal Ran­dom Num­ber Gene­ra­tor) ein­ge­stuft. Für unter­schied­li­che Ein­satz­sze­na­ri­en steht die Tech­no­lo­gie in zwei Kon­fi­gu­ra­tio­nen zur Ver­fü­gung: als robus­tes 19-Zoll-Rack-Sys­tem für den Ein­satz in eige­ner Infra­struk­tur sowie als Cloud-Lösung über die “Online-Entropy-as-a-Service”-Plattform des Fraun­ho­fer IPMS. Dadurch wer­den Zugangshürden für den Ein­satz quan­ten­ba­sier­ter Sicher­heits­lö­sun­gen deut­lich mini­miert, so Dr. Alex­an­der Noack, Bereichs­lei­ter Data Com­mu­ni­ca­ti­on & Com­pu­ting am Fraun­ho­fer IPMS. Hier gibt es wei­te­re Infor­ma­tio­nen zum Quan­ten-Zufalls­zah­len­ge­ne­ra­tor Q‑Dice.

Quel­len­nach­weis: https://www.ipms.fraunhofer.de/de/press-media/press/2026/Quanten-Zufallszahlengenerator-QRNG.html