Quanten gegen Sabotage: Wie die Bahn sich künftig selbst schützt
Sabotage, menschliches Versagen oder Cyberangriffe – der Bahnverkehr ist verwundbar. Ein neues Forschungsprojekt der TU Berlin will das ändern: Mit Quantenkryptographie sollen Steuerbefehle in Zügen künftig abhörsicher übertragen und Manipulationen zuverlässig erkannt werden.
Millionen Menschen vertrauen täglich auf den Zug – und damit auf ein kunstvolles Puzzle moderner Technik. Die Kommunikation zwischen Fahrdienstleitung und Lokführer wirkt dabei allerdings etwas antiquiert, denn sie basiert oft noch auf gesprochener Sprache. Das birgt Risiken – etwa durch menschliche Fehler oder gezielte Manipulation.
Digitale Befehle statt Zurufe aus dem Stellwerk
Im Projekt SQuIRRL (Secure Quantum Infrastructure for Road, Rail and Flight), das vom Bundesforschungsministerium mit über fünf Millionen Euro gefördert wird, arbeitet die TU Berlin gemeinsam mit Partnern wie dem Hasso-Plattner-Institut und der TU Chemnitz an einer Technologie, welche die Kommunikation im Bahnverkehr revolutionieren könnte. Ziel ist der sogenannte Digitale Befehl: Statt mündlicher Anweisungen werden Steuerbefehle künftig direkt an das Fahrpult des Zuges übertragen – verschlüsselt mit Hilfe der Quantenkryptographie.
Diese nutzt einzelne Lichtteilchen zur Übertragung von Zufallsschlüsseln, mit denen Nachrichten absolut sicher verschlüsselt werden können. „Manipulationen wären sofort erkennbar“, so Timo Ramsdorf vom Fachgebiet Bahnbetrieb und Infrastruktur an der TU Berlin. Gerade im Bahnbetrieb, wo falsche Signale fatale Folgen haben könnten, ist diese Sicherheit essenziell.
Tests mit realer Technik und echten Zügen
Die Theorie wird nicht nur auf dem Papier erprobt: Am Eisenbahnbetriebsfeld der TU Berlin laufen bereits Simulationen mit echter Stellwerkstechnik. Triebfahrzeugführer testen an Fahrsimulatoren, wie sich die neue Kommunikationstechnologie im Alltag anfühlt. Ergänzt werden die Versuche durch Feldtests auf dem Rangierbahnhof Wustermark mit Unterstützung der Havelländischen Eisenbahn.
Am Ende des bis 2027 laufenden Projekts soll ein funktionierender Prototyp stehen. „Unser Ziel ist eine Lösung, die sich problemlos in bestehende Bahnsysteme integrieren lässt“, erklärt Ulrich Zimmermann von der TU Berlin. So könnte aus Quantentechnologie in wenigen Jahren ein unsichtbarer Schutzschild für den Schienenverkehr werden – und ein neuer Standard für kritische Infrastrukturen.
Weitere Informationen:
- Feature zum Forschungsprojekt SQuIRRL mit Erklärung der dahinterstehenden Technologie
- Projektwebseite zu SQuIRRL am Fachgebiet Bahnbetrieb und Infrastruktur der TU Berlin mit allen Projektpartnern
- Projektwebseite zu SQuIRRL beim Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
- Verbundkoordinatorin: Quantum Optics Jena GmbH
