Internationales Forschungsprojekt: Wissenschaftler*innen erforschen f?lschungssichere Systeme für mehr Datensicherheit
Fl?chendeckende Vernetzung und umfassender Datenaustausch: Durch die starke Verschmelzung unseres Lebens mit IoT-Technologien (Internet of Things) ist die Welt heute vernetzter als je zuvor. Doch eine hypervernetzte Gesellschaft fordert die Daten- und Informationssicherheit zunehmend heraus. Um die Identit?t des Einzelnen zu schützen und das Sicherheitsniveau bei der Identifizierung zu verbessern, sind neue Konzepte der Kryptographie – der Verschlüsselung von Daten – gefragt. In einem gemeinsamen Projekt arbeiten Wissenschaftler*innen der Universit?t Paderborn und der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) in Südkorea deshalb an der Entwicklung sogenannter multifunktionaler Meta-Oberfl?chen. Durch spezielle Eigenschaften sollen sie neue optische Sicherheitstechnologien erm?glichen. Der Deutsche Akademische Austauschdienst (DAAD) f?rdert das Projekt im Rahmen des Deutsch-Koreanischen Partnerschaftsprogramms ?GEnKO“ (German - Korean Partnership Programme) für zwei Jahre.
Innovative Verschlüsselung für mehr Datensicherheit
Bei den Forschungsarbeiten zu neuen optischen Sicherheitselementen spielen Licht und speziell bearbeitete Oberfl?chen eine zentrale Rolle. ?Durch die Entwicklung von Meta-Oberfl?chen konnte in den vergangenen Jahren Licht auf eindrucksvolle und komplexe Weise bei seiner Ausbreitung ver?ndert werden. Das wollen wir für eine neue Art der Sicherheitstechnologie nutzen“, sagt Prof. Dr. Thomas Zentgraf, Leiter der Arbeitsgruppe ?Ultraschnelle Nanophotonik“ an der Universit?t Paderborn. Der Physiker erkl?rt: ?Meta-Oberfl?chen sind künstlich hergestellte Materialien. 360直播吧 bestehen aus einer dünnen Lage von Nanostrukturen, also kleinsten Anordnungen, auf einer Oberfl?che.“ Durch sie lassen sich z. B. auf einfache Weise Hologramme erm?glichen, die den Wellencharakter des Lichts ausnutzen, oder auch Strukturfarben, also Farben, die nicht durch Farbpigmente, sondern durch Beugung oder Streuung von Licht sowie die Beschaffenheit einer Oberfl?che bedingt sind. ?Meta-Oberfl?chen haben ein bemerkenswertes Potenzial für den Einsatz als optische Sicherheitselemente“, betont der Wissenschaftler. Aufgrund ihrer extrem hohen Aufl?sung (100.000 dpi), ihrer vielf?ltigen Datenspeicherm?glichkeiten und ihrer sehr langen Lebensdauer seien sie für Verschlüsselungsanwendungen ideal geeignet, so Zentgraf weiter. ?Beispiele für optische Sicherheitsmerkmale, die wir alle kennen, sind das Wasserzeichen, der Sicherheitsstreifen oder das Hologramm auf Geldscheinen“, erl?utert er.
Um solche multifunktionalen Meta-Oberfl?chen zu entwickeln, arbeiten Forschende der Arbeitsgruppe von Prof. Zentgraf in Paderborn und der Arbeitsgruppe von Prof. Junsuk Rho in Pohang zusammen. Die neuen Meta-Oberfl?chen sollen nicht nur als strukturelle Farbdrucke unter wei?em Licht, sondern auch als vollst?ndige Hologramme unter koh?renter Beleuchtung, also Laserlicht, funktionieren. ?Eine solche Kombination kann m?glicherweise eine neue optische Sicherheitstechnologie erm?glichen, da zwei verschiedene Konzepte zur Erzeugung visueller Informationen kombiniert werden“, so Zentgraf. Der Wissenschaftler nennt ein Beispiel: ?Die strukturellen Farben, die durch das Zusammenspiel von Licht und Meta-Oberfl?chen entstehen, sind mit blo?en Augen zu erkennen und k?nnten beispielsweise einen QR-Code sichtbar werden lassen, der einfach mit der Smartphone-Kamera ausgelesen werden kann. Zu dieser einfach zug?nglichen Ebene von Informationen k?me eine versteckte: Da Meta-Oberfl?chen auch Holgramme erm?glichen – die im Prinzip verschlüsselte Informationen sind – k?nnen diese als weiterer Sicherheitsschritt dienen. Um sie auszulesen, ben?tigt man das entsprechende Lichtfeld. Beispielsweise k?nnten die Hologramme also nur unter einer speziellen Beleuchtung, die nicht jedem zur Verfügung steht, einen Sicherheitscode erscheinen lassen, den man ben?tigt, um ihn auf einer Webseite einzugeben, zu der man über den zuvor genannten QR-Code gelangt.“
Die Forschungsarbeiten an den Universit?ten in Deutschland und Südkorea k?nnten auf diesem Gebiet ideal kombiniert werden, so Zentgraf: ?Durch unsere umfangreiche Erfahrung im Design neuartiger holographischer Meta-Oberfl?chen und durch die Erfahrung unserer koreanischen Partner in der Herstellung gro?fl?chiger Nanostrukturen für optische Meta-Oberfl?chen k?nnen wir die Kompetenzen beider Gruppen optimal verknüpfen.“
Internationale Forschung st?rken
Durch die enge Zusammenarbeit auf diesem Forschungsgebiet soll der bereits bestehende Kontakt zwischen den beiden Gruppen gest?rkt werden. Im Rahmen des Projekts ist au?erdem ein Austauschprogramm für Doktorand*innen und Postdocs der Arbeitsgruppen geplant. Diese sollen zukünftig einen Teil ihrer Forschung in der jeweils anderen Einrichtung durchführen k?nnen und so die M?glichkeit bekommen, internationale Erfahrungen zu sammeln und ihr Wissen weiter auszubauen.
Mit dem Projekt streben die Beteiligten darüber hinaus eine langfristige Forschungskooperation der beiden Institutionen auf dem Gebiet der Materialwissenschaften an, die u. a. einen künftigen Austausch von Studierenden und Doktorand*innen für Forschung und akademische Studien erm?glichen soll. Hierfür ist die Universit?t Paderborn mit ihren beiden internationalen Masterstudieng?ngen Materials Science (Materialwissenschaft) sowie Optoelectronics and Photonics (Optoelektronik und Photonik) bereits gut aufgestellt.
Jennifer Strube, Stabsstelle Presse, Kommunikation und Marketing
