Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver SystemeDas Forschungsprojekt MANTIS setzt genau dort an, wo moderne Energieinfrastrukturen besonders verwundbar sind: bei der digitalen Kommunikation, konkret am Beispiel von Gasleitsystemen. Als zentrale Bestandteile der Energieversorgung sind sie ein attraktives Ziel für Cyberangriffe. Mit zunehmender Vernetzung industrieller Steuerungs- und Kontrollsysteme (ICS/SCADA) steigen die Risiken für Manipulation, Datendiebstahl und Ausfälle. MANTIS verfolgt daher das Ziel, kritische Infrastrukturen mithilfe moderner Quantenkommunikation und quantensicherer Verschlüsselung nachhaltig zu schützen und ihre digitale Resilienz zu stärken.
Im Mittelpunkt steht die Entwicklung einer messgeräteunabhängigen Quantenschlüsselverteilung (MDI-QKD). Diese Form der Quantenkryptografie ermöglicht eine besonders sichere Generierung kryptografischer Schlüssel für die verschlüsselte Datenübertragung – die Abhörsicherheit ist selbst für nicht-ideale, im Extremfall von einem potentiellen Angreifer kontrollierte Mess-Hardware beweisbar. Auf diese Weise gibt dieser Zugang eine praktische Alternative zu klassischen Schlüsselverteilungsverfahren und ihren Schwachstellen im Hinblick auf beispielsweise quantencomputing-basierte Angriffe. Die Technologie wird praxisnah im Umfeld von Gasleitsystemen getestet, um eine reale Integration in bestehende Energieinfrastrukturen zu ermöglichen und langfristig hohe Sicherheitsstandards zu etablieren.
Für Betreiber von Energie- und Gasnetzen entsteht so ein konkreter Mehrwert: höhere IT- und Netzwerksicherheit, verbesserter Schutz sensibler Steuerungsdaten sowie eine zukunftssichere Sicherheitsarchitektur gegen neue Bedrohungsszenarien – auch im Hinblick auf Quantencomputer. MANTIS entwickelt dabei nicht nur theoretische Konzepte, sondern praxisorientierte Demonstratoren und Anwendungsszenarien für industrielle Steuerungsnetze.
Koordiniert wird das Projekt vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF. Zum Konsortium gehören das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT, die Universität Münster sowie die PSI Software SE. Gefördert wird das Vorhaben durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR).
Fraunhofer IIS beteiligt sich am Vorhaben einerseits mit der Implementierung der spezifischen MDI-QKD Protokoll-Software und andererseits mit der Bereitstellung einer auf die Erfordernisse des Setups zugeschnittenen Timetagging-Lösung am Relay-Standort.
MANTIS leistet damit einen wichtigen Beitrag zur technologischen Souveränität, zur Versorgungssicherheit und zur Entwicklung quantensicherer Cybersecurity-Lösungen für kritische Infrastrukturen in Deutschland und Europa.
