16.03.2023

qtlabs: Warum man Quantentechnologie so unterstützen sollte wie Seilbahnen in der Pandemie

Das Wiener Startup qtlabs merkt, dass sich der Markt immer mehr für Quantentechnologie interessiert. Um seine Vorreiterrolle in der Quantenforschung beizubehalten und eine erfolgreiche Industrie aufzubauen, müsse Österreich allerdings jetzt mehr tun. qtlabs erklärt im brutkasten-Gespräch, warum.
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Quantentechnologie ist ein recht sperriger Begriff und wo Europa in diesem Bereich eigentlich steht, ist in der Bevölkerung weitestgehend unbekannt. Dabei handelt es sich hier um eine “europäische Domäne”, wie der Physiker Rupert Ursin im brutkasten-Gespräch betont. Das Wiener Quanten-Startup qtlabs (Quantum Technology Laboratories) gründete Ursin 2017 zusammen mit Thomas Scheidl. “In der Quanten-Community kennt man uns”, meint Ursin, der zuvor 10 Jahre als Forschungsgruppenleiter an der Akademie der Wissenschaften arbeitete und seinen Job für die Startup-Gründung aufgab. Im Interview erklären er und qtlabs-Quantum Engineer Martin Bohmann, was passieren muss, damit Österreich seine führende Rolle in der Quantenforschung beibehält.

Von Forschung über Wirtschaft: Der Markt interessiert sich für Quantentechnologie

Der Großteil des inzwischen 25-köpfigen Teams bei qtlabs hat einen akademischen Hintergrund und zuvor jahrelang in der Quantenforschung gearbeitet. Mit qtlabs mache man nun dasselbe, nur als Firma, erklärt Ursin. “Der Markt entwickelt ein wachsendes Interesse für Quantentechnologie. Wir erhalten Anfragen aus der Industrie wie beispielsweise von nationalen und internationalen Weltraumagenturen”, so der Co-Founder.

Quantenkommunikation für abhörsichere Informationsübertragung

Das selbstfinanzierte DeepTech-Startup möchte sein Research-Wissen also in der Wirtschaft umsetzen und arbeitet aktuell mit Kunden wie Satelliten Service Providern, Satellitenherstellern oder Weltraumagenturen. qtlabs konzentriert sich bei seiner Arbeit auf Quantenkommunikation – also auf eine Quantentechnologie, die Eigenschaften der Quantenunschärfe nutzt, um abhörsichere Kommunikationsnetzwerke aufzubauen.

“Wir arbeiten hauptsächlich in Weltraummissionen. Das heißt, wir helfen bei der Planung und führen Machbarkeitsstudien durch. Außerdem verkaufen wir erste Prototypen von optischen Bodenstationen”, sagt Martin Bohnmann. Das bedeutet, qtlabs baut selbst keine Satelliten, sondern die notwendigen Komponenten, die am Satelliten und der Bodenstation angebracht werden.

Bei der Frage nach den Anwendungsbereichen ihrer Technologie befindet man sich noch am Anfang, weshalb Kunden oft selbst nicht genau wissen (können), was sie wollen. Dies ist dem Charakter ihrer “disruptive Technology” zuzuschreiben. qtlabs könne sich dabei am ehesten mit einem Zitat identifizieren, das Henry Ford zugewiesen wird: “Wenn ich die Leute gefragt hätte, was sie wollen, hätten sie gesagt: ‘Schnellere Pferde’”. qtlabs geht es ähnlich: Sie bieten das technologische Know-how, Kunden wie Banken müssten dann aber selbst definieren, was sie damit machen. Dieser Herausforderung stellt sich qtlabs zudem mit einem verstärkten Fokus auf Consulting.

qtlabs bald Unicorn?

“Es ist unser unbedingter Wille, in Österreich eine Wertschöpfung zu erreichen, sodass wir hier hunderte von Arbeitsplätzen bieten können”, beschreibt Rupert Ursin seine Unternehmensziele. Dabei zeigt er sich zuversichtlich, dass qtlabs eine realistische Chance habe, Unicorn zu werden. Dies würde allerdings davon abhängen, ob der Standort Österreich zukünftig mehr Unterstützung erhält und ausreichend Fachkräfte gefunden werden können. Dafür braucht es unter anderem den Ausbau und die nötige Weiterbildung an Universitäten. Aktuell könne qtlabs den Nachschub aus Österreich nicht decken und sucht daher auch im EU-Ausland nach neuen Teammitgliedern.

Dieser Fokus auf europäische Angestellte hänge bei qtlabs mit dem Fachgebiet zusammen. Da sie mitunter dabei sind, im Auftrag der Europäischen Kommission die Sicherheitsinfrastruktur von Europa zu designen und herzustellen, gebe es eine genaue Eingrenzung bei der Auswahl der Mitarbeiter:innen-Herkunft. “Wir reden hier über Kryptografie. Man kann kein Kryptografiegerät mit russischen oder US-amerikanischen Mitarbeitern verkaufen. Das ist augenscheinlich, warum das nicht geht”, meint Ursin dazu. Als anderes Beispiel nennt der Co-Founder das US-amerikanische Raumfahrtunternehmen SpaceX, welches ausschließlich US-amerikanische Mitarbeiter:innen einstellt.

Österreich als Vorreiter in der Quantenoptik

Die Quantenoptik und die Quantentechnologie beschreibt Rupert Ursin nicht nur als europäische Domäne: “Wir Österreicher waren hier aus irgendeinem Grund, den ich nie verstanden habe, immer sehr weit vorne. Eine mögliche Erklärung wäre, dass Quantenphysiker wie Peter Zoller oder der Nobelpreisträger Anton Zeilinger repräsentativ für Österreich eine Vorreiterrolle einnahmen”.

Besonders dem Standort Wien schreibt der qtlabs-Gründer eine internationale Bedeutung zu. Für ihn gibt es auf der Welt kaum einen Ort, der eine so große Dichte an Quantenphysiker:innen aufweist. “Und jetzt kommt es darauf an, ob wir das irgendwie in der Wertschöpfung und bei den Arbeitsplätzen umsetzen können. Da geht es wiederum ein bisschen österreichischer zu”, meint er.

Ursin bemängelt, dass in der Quantentechnologie noch keine Industriepolitik gemacht werde – ganz zu schweigen von der Problematik des Venture Capitals. Die Erfahrungen der Coronapandemie und welche Unterstützung Seilbahnunternehmen in dieser Zeit erhalten haben, würden allerdings beweisen, dass das Geld und die Möglichkeiten da sind. “Hätte man gesagt ‘Liebe Seilbahnunternehmen, ihr bekommt jetzt einen Gratis-Schreibtisch’, dann hätte sich nie ein Wintersporttourismus und eine Milliarden-Industrie entwickelt”, so der Co-Founder. Dies möchte der Gründer nicht zuletzt auch im Impact Hub Vienna am 20. März 2023 erläutern, wo er als einer der Expertinnen und Experten über Quantentechnologie am Standort Wien sprechen wird.

Um hierzulande von der erfolgreichen und teuren Züchtung der Quantenoptikforschung der letzten 30 Jahre weiterhin zu profitieren, müsse man jetzt mutigen Schrittes vorangehen und eine entsprechende Wirtschaftsleistung herausziehen, betont er. Aktuell erkennt Ursin noch deutlich zu wenig Unterstützung. Die Seilbahn-Erfahrungen hätten jedoch bewiesen, dass Österreich durchaus in der Lage ist, echte Industriepolitik zu machen. Das wünscht er sich jetzt auch für seine Branche. “Sonst bleiben wir ein Tourismusland”, so Ursin.

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Tesla
(c) Tesla

Der österreichische Sicherheitsforscher Martin Herfurt hat bereits vor Jahren eine Sicherheitslücke bei Tesla entdeckt, wie er damals auf der Videoplattform YouTube demonstrierte: Der digitale Autoschlüssel am Smartphone sei zwar bequem, jedoch bei allen Tesla-Fahrzeugen ohne Ultra-Breitband-Technik (UWB) grundsätzlich angreifbar. ToothR new media bzw. IT-Wachdienst.com veröffentlicht nun mit TeslaKee eine Smartphone-App, die dokumentierte Schwachstellen des Bluetooth-PhoneKey-Protokolls entschärfen soll: den Relay-Angriff, der zum Fahrzeugdiebstahl in Sekunden führt, und die sogenannte BlueBait-Attacke, mit der sich Fahrerinnen und Fahrer über gefälschte Fahrzeug-Signale orten lassen — selbst dann, wenn das eigene Auto kilometerweit entfernt steht.

Teslakee-Founder: „App beantwortet jede Authentifizierungsanfrage“

„Tesla-Fahrzeuge entriegeln, sobald sich das gekoppelte Smartphone in Bluetooth-Reichweite meldet. Die eingesetzte Kryptografie ist solide. Die Schwachstelle liegt eine Ebene darüber, in der Logik: Die offizielle App beantwortet jede Authentifizierungsanfrage — bedingungslos, ohne zu prüfen, ob die Situation überhaupt plausibel ist. Genau das macht zwei Angriffe möglich“, beschreibt Herfurt per Aussendung das Tesla-Problem.

Bei einem Relay-Angriff arbeiten zwei Täter mit zwei handelsüblichen Funkmodulen zusammen. Einer folgt Fahrzeughaltern ins Einkaufszentrum, der zweite steht am Auto auf dem Parkplatz. Die Funkstrecke zwischen beiden verlängert die Bluetooth-Reichweite künstlich um beliebige Distanzen. Für das Fahrzeug sieht es so aus, als stünden Besitzer direkt daneben. Das Auto entriegelt, lässt sich starten und wegfahren — während das Handy unberührt in der Jackentasche steckt.

Der Angriff wurde von Herfurt im Rahmen des Projekts TEMPA auf Sicherheitskonferenzen live demonstriert und als Video dokumentiert. Er benötige keine Kenntnis von Passwörtern, keinen Tesla-Account und hinterlasse keine Einbruchsspuren — ein Umstand, der in der Schadensregulierung regelmäßig zu Problemen mit Versicherungen führt, wie der Sicherheitsforscher sagt.

Das Bluetooth-Problem

Neuere Fahrzeuge begegnen diesem Problem mit UWB-Distanzmessung: Das Auto misst hierbei physikalisch, wie weit das Telefon tatsächlich entfernt ist, und ein weitergeleitetes Signal fliegt auf. Diesen Schutz hat die große Mehrheit der Fahrzeuge jedoch nicht. Die weltweite Tesla-Flotte mit Bluetooth-PhoneKey wird derzeit auf rund acht Millionen Fahrzeuge geschätzt. Davon sind jedoch nur etwa 20 Prozent mit UWB ausgestattet.

Der zusätzliche Schutz kam erst mit den jüngsten Modellgenerationen – für rund sechs Millionen Fahrzeuge bleibt Bluetooth damit die Grundlage des Zugangs. Beim Model S und Model X wurde UWB ab 2021 (Palladium) eingeführt, beim Model 3 ab 2024 (Highland) und beim Model Y ab 2025 (Juniper). Betroffen sind damit alle älteren Modelle der jeweiligen Baureihen.

Erschwerend komme hinzu: UWB schütze nur, wenn Fahrzeug und Smartphone die Technik beherrschen. Ein Großteil der verbreiteten Android-Geräte hat, Herfurt zufolge, keinen UWB-Chip. Selbst Besitzer eines neuen Fahrzeugs würden damit still auf die ungeschützte Bluetooth-Ebene zurückfallen.

BlueBait-Attacke

Weniger bekannt, aus Sicht des Datenschutzes aber gravierender, sei ein Angriff, den die Forschung als BlueBait-Attacke bezeichnet — nach dem Köder, mit dem gearbeitet wird: Die offizielle App antwortet auch auf gefälschte Fahrzeuge. Wer einen nachgebauten Tesla-Beacon betreibt — ein Gerät für wenige Euro, wie Herfurt betont — bekommt von jedem vorbeigehenden Tesla-Fahrer eine Antwort des Smartphones. Damit lässt sich zuverlässig feststellen: Diese konkrete Person war zu dieser Uhrzeit an diesem Ort.

„BlueBait funktioniert vollkommen unabhängig davon, wo das Auto steht. Die Halterin muss nicht in der Nähe ihres Fahrzeugs sein — es genügt, dass sie ihr Telefon dabei hat. Mehrere solcher Beacons, verteilt über eine Stadt, ergeben ein Bewegungsprofil“, beschreibt Herfurt diese Gefahr. „Die Anwendungsfälle sind unangenehm konkret: Stalking, häusliche Gewalt und Nachstellung, verdeckte Beobachtung durch Dritte, kommerzielles Kunden-Tracking im Einzelhandel, das Ausspähen von Fahrzeugen als Vorbereitung eines Diebstahls. Betroffene bemerken davon nichts — es gibt keine Anzeige, keinen Hinweis, kein Protokoll.“

Entscheidend dabei ist, dass UWB nicht gegen BlueBait helfe. Die Distanzmessung greife erst, wenn das Fahrzeug die Nähe des Telefons überprüft — sie verhindert den Diebstahl. Die Ortung entstehe jedoch schon eine Stufe davor, allein dadurch, dass das Telefon auf eine Anfrage überhaupt reagiere. Von der Ortbarkeit sind deshalb auch Halterinnen und Halter brandneuer Fahrzeuge mit UWB betroffen. Solange die Entscheidung, ob geantwortet wird, nicht auf dem Telefon selbst getroffen wird, bleibe das Problem bestehen. Hier kommt die App von Herfurt ins Spiel.

Die Idee hinter TeslaKee

Die zentrale Idee hinter TeslaKee besteht nicht darin, die offizielle Tesla-App zu ersetzen, sondern eine ganz konkrete Schwachstelle in Teslas eigener Umsetzung zu schließen: den Bluetooth-basierten digitalen Schlüssel, mit dem sich das Smartphone am Fahrzeug authentifiziert.

Eine Policy-Engine prüft jede Authentifizierungsanfrage gegen einen selbst definierten Regelsatz, bevor eine Antwort erfolgt. Passt der Gerätekontext nicht zu einer plausiblen Annäherung, bleibt die Reaktion aus, das Angreifersignal läuft ins Leere, das Fahrzeug bleibt verschlossen, und auch ein BlueBait-Köder erhält keine verwertbare Antwort. Fahrzeug- und Privatsphärenschutz laufen so über denselben Mechanismus, so der Claim.

Alle internetbasierten Funktionen der Tesla-App, etwa Navigationsziele, Updates, Supercharger-Planung oder der Fernzugriff über hunderte Kilometer, bleiben eigenen Angaben nach unverändert erhalten, da sie über Teslas Server laufen. „Beide Apps sind parallel nutzbar: TeslaKee übernimmt nur den Bluetooth-Nahbereich, in dem die Schwachstellen liegen, und dafür wird der offiziellen App lediglich die Berechtigung „Geräte in der Nähe“ entzogen, ihr Schlüssel bleibt im Fahrzeug hinterlegt“, liest man in der Aussendung.

Kern des Tesla-Schutzes

Den Kern des Tesla-Schutzes bildet ein Baukasten aus zehn konfigurierbaren Kontextregeln (Pflicht- oder optionale Regel mit Quorum), etwa Bewegungserkennung, GPS-Geofence, Abgleich mit dem letzten Parkplatz samt Mobilfunkzellen, bekanntes WLAN, Zeitfenster, Signalstärke, Schrittzähler, barometrische Höhe, Bildschirmstatus und erlaubte Funkzellen. Für Ausnahmen wie Fahrzeugübergabe oder Werkstattbesuch gibt es eine befristete manuelle Übersteuerung (15/30/60 Minuten), und ein Live-Policy-Test zeige jederzeit nachvollziehbar, welche Regel gerade greift.

„Die Verschlüsselung von Tesla ist in Ordnung — das Problem ist, dass das Telefon jede Frage beantwortet, ohne sich zu fragen, wer da eigentlich fragt. Ein Auto, das aufgeht, weil jemand mein Signal aus dem Supermarkt auf den Parkplatz verlängert hat, ist die eine Hälfte. Die andere Hälfte ist, dass ein zwanzig Euro teures Bastelgerät am Straßenrand mitschreiben kann, wann ich vorbeigegangen bin — dafür muss mein Auto nicht einmal in der Nähe sein“ präzisiert Herfurt. „Gegen den Diebstahl hilft UWB tatsächlich, aber nur bei neuen Fahrzeugen mit passendem Telefon. Gegen das Mitschreiben hilft es überhaupt nicht: Das Telefon antwortet dem gefälschten Beacon weiterhin, auch im nagelneuen Auto. Deshalb muss die Entscheidung, ob überhaupt geantwortet wird, auf das Telefon — und genau das macht TeslaKee.“

TeslaKee ist ab sofort für alle Interessierten öffentlich verfügbar — für Android ab Version 10, vorausgesetzt wird ein Gerät mit StrongBox-Sicherheitschip (verbreitet ab Baujahr 2019). Parallel läuft weiterhin ein internes Testprogramm, dessen Rückmeldungen in die Weiterentwicklung einfließen. Kompatibel sind Tesla Model 3, Y, S und X mit Bluetooth-PhoneKey. Für die einmalige Schlüsselanmeldung wird die NFC-Keycard des Fahrzeugs benötigt. An einer TeslaKee-App für das iPhone wird bereits gearbeitet.

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