Einzigartige Nanostrukturen bieten unkopierbare Schlüssel und echte Sicherheit

Jedes Verriegelungssystem kann geknackt werden. Das heißt, jedes außer diesem hier.

Sicherheit

Moderne Verriegelungssysteme sind nicht so sicher, wie sie scheinen. Jeder mechanische Schlüssel kann kopiert werden. Dazu kommt noch, dass die Hersteller möglicherweise ohne Wissen des Kunden Duplikate angefertigt haben. Biometrische Schlüsselsysteme, die sich auf einzigartige Körpermerkmale wie Fingerabdrücke oder Irismuster stützen, können ausgetrickst werden. Elektronische Schlüsselkarten können geklont werden. Selbst die aktuell modernsten Schlösser weisen Schwachstellen auf. Kryptographische Schlösser zum Beispiel verwenden verschlüsselte private und öffentliche Zahlenfolgen. Mit genügend Zeit können Computer diese Verschlüsselungen jedoch knacken. Wahrscheinlich sollten Computer der Zukunft, wie etwa Quantencomputer, in der Lage sein, jede Verschlüsselung fast augenblicklich zu brechen. Kritische Hochsicherheitsanlagen benötigen ein Verriegelungssystem, das wahrhaft unknackbar ist und genau das wurde im Rahmen des EU-finanzierten Projekts B-Lock entwickelt. Das Team bereitete ein vollständiges Demonstrationssystem vor und machte die Entwicklung für die Vermarktung bereit.

Einzigartige Nanostruktur

Wie viele moderne Verriegelungssysteme besteht das B-Lock-System aus einem Verriegelungsmechanismus, der ein optisches Lesegerät und eine Plastikschlüsselkarte umfasst. Der Unterschied zu anderen Systemen besteht darin, dass jede B-Lock-Karte eine einzigartige Nanostruktur darstellt, die vom Lesegerät gescannt und validiert wird. „Die Struktur ist biologischen Ursprungs“, erklärt Projektleiter Aleksej Makarov. „Die Strukturen werden Schmetterlingsschuppen genannt, da es sich buchstäblich um die Chitinschuppen der Flügel von Schmetterlingen oder Motten handelt.“ Die Schuppen haben eine komplexe Nanostruktur, die für die schillernden Farbmuster der Flügel verantwortlich ist, welche für jeden einzelnen Schmetterling einzigartig sind. Auf die Schlüsselkarten werden winzige Chitinpartikel aufgetragen. Die Chitin-Nanostruktur ist jedoch nicht in dem optischen Lesegerät selbst enthalten, da für das Lesen dieser Struktur ein extrem sperriges und kostspieliges Elektronenmikroskop erforderlich wäre. „Glücklicherweise wechselt Chitin seine Farbe, wenn sich der Einfallswinkel des Lichts ändert“, fügt Makarov hinzu. „Dieser Farbwechsel wird auch als Irisieren (Schillern) bezeichnet. Nach diesem Prinzip kann für jede Schlüsselkarte unter einer beliebigen Abfolge von Lichteinfallswinkeln eine Reihe einzigartiger, nicht wiederholbarer Bildsequenzen erhalten werden.“ Diese Bildsequenz wird als schillernde Signatur bezeichnet und ist eindeutig mit einer ursprünglichen Nanostruktur verbunden. Die Muster können nicht durch menschlichen Technologie repliziert werden, da sie nicht mittels Technologie erstellt wurden. Eine solche einzigartige schillernde Signatur ist auf jeder Karte kodiert.

Unkopierbare Schlüssel

Das Schloss scannt die schillernde Signatur auf der Schlüsselkarte. Die Signatur wird dann mit der Datenbank des Schlosses abgeglichen, um zu überprüfen, ob die Karte autorisiert ist. Wenn dies der Fall ist, wird es geöffnet. Makarov zufolge kann die Signatur auch deswegen nicht kopiert werden, da sie durch das Fotografieren einer unkopierbaren 3D-Nanostruktur unter einer Reihe beliebiger Lichteinfallswinkel erzeugt werden muss. Dadurch ist jede Schlüsselkarte unkopierbar. Die Forschenden von B-Lock demonstrierten sowohl die praktische Wirksamkeit des Konzepts als auch die der Technologie. Bestimmte technische Fragen wie die Miniaturisierung von Schlössern, die Kostensenkung durch Fertigungsautomatisierung und das Aufbringen von Nanostrukturen auf verschiedene andere Materialien gilt es noch zu klären. Das Team erhielt auch Rückmeldungen von potenziellen Kunden über ihre Bedürfnisse und die von ihnen gewünschten Verbesserungen. Das Konsortium plant, die Entwicklung mit eigenen Mitteln fortzusetzen und für die nächste Projektphase EU-Fördermittel zu beantragen. In der abgeschlossenen geschäftlichen Rechtfertigung für das Projekt wird dargelegt, dass das B-Lock-System preislich mit den bestehenden Systemen konkurrieren könnte, obwohl es weitaus sicherer ist. Darüber hinaus eignet sich die Technologie auch für andere Anwendungen, wie beispielsweise Identifikationsmerkmale auf Banknoten, Pässen, Kreditkarten und Kunstwerken. Der Markt sollte also beträchtlich sein.

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The first Physical Access Control that uses uncopiable keys based on butterfly scales

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