Sichere "Free-Space Optics" Kommunikation basierend auf durch Quantenkaskadenlaser erzeugten chaotischen Trägern ("QCL-Chaos-Twins")

• Applicant: Professor Dr. Wolfgang Elsäßer
• Subject Area: Statistical Physics, Nonlinear Dynamics, Complex Systems, Soft and Fluid Matter, Biological Physics
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 40423704

Im vorliegenden Vorhaben soll das Problem der mangelnden Sicherheit, der „prinzipiellen Angreifbarkeit“ einer optischen Freistrahl-Übertragungsstrecke durch die innovative Idee der Kombination von Quantenkaskadenlasern und Kommunikation unter Anwendung von chaotischen Trägern untersucht und charakterisiert werden, um somit in direkter Zusammenarbeit zwischen experimenteller Optik, Informatik, Angewandter Mathematik und Technologie vor dem Hintergrund des physikalischen Verständnisses verbesserte Sicherheitssystemeigenschaften zu erzielen bzw. explorativ gänzlich neue Funktionalitäten zu realisieren. Mittels der Synchronisationseigenschaften chaotisch emittierender Sende- und Empfänger-Quantenkaskadenlaser soll Information auf Hardwareebene verschlüsselt und entschlüsselt werden. Der erzeugte chaotische Träger auf der Senderseite wird dazu benutzt, die Information zu verstecken, die nur dann extrahiert werden kann, wenn der entsprechende Empfänger vorliegt, beide Laser also einen „Chaos-Zwilling“ darstellen. Der Antrag repräsentiert Grundlagenuntersuchungen und ihrer explorativen Perspektiven an einem optoelektronischem Schlüsselbauelement und seiner Sicherheitsarchitekturaspekte im Rahmen des Einsatzes bei einer optischen Daten-Freiraumübertragungsstrecke (Hardware und kryptographische Basistechnologie).

• DFG Programme: Research Grants