IT-Nachwuchsforschung in Österreich
Das OCG Journal ist die Mitgliederzeitschrift der Österreichischen Computer Gesellschaft (OCG). Das erste OCG Journal des Jahres widmet sich erneut der IT-Nachwuchsforschung in Österreich. Ausgewählte Jungforscher*innen präsentieren ihre spannende Arbeit im Bereich der Informatik.
Das OCG Journal ist die Mitgliederzeitschrift der Österreichischen Computer Gesellschaft (OCG). Das erste OCG Journal des Jahres widmet sich erneut der IT-Nachwuchsforschung in Österreich. Ausgewählte Jungforscher*innen präsentieren ihre spannende Arbeit im Bereich der Informatik.
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Young Researchers‘ Day<br />
Bluetooth Chip senden kann. Sofern Verschlüsselung<br />
und M<strong>IT</strong>M-sichere Schlüsselerzeugungsmethoden<br />
verwendet<br />
werden, können M<strong>IT</strong>M-Angriffe detektiert<br />
und verh<strong>in</strong>dert werden. Daher versuchen<br />
böswillig agierende Personen e<strong>in</strong>en<br />
Downgrade-Angriff auszuführen, <strong>in</strong>folge<br />
dessen die nicht sichere Schlüsselerzeugungsmethode<br />
„Just Works“ verwendet<br />
wird und der M<strong>IT</strong>M-Angriff nicht auffällt,<br />
<strong>in</strong>dem Felder <strong>in</strong> den Verb<strong>in</strong>dungsaufbau-Nachrichten<br />
manipuliert werden.<br />
EMPFEHLUNGEN ZUR VERHIN-<br />
DERUNG VON ANGRIFFEN<br />
Pr<strong>in</strong>zipiell können viele Angriffe auf die<br />
Schwachstellen des BLE-Protokolls verh<strong>in</strong>dert<br />
werden, <strong>in</strong>dem man die zur Verfügung<br />
gestellte Verschlüsselung und<br />
sichere<br />
Schlüsselerzeugungsmethoden<br />
verwendet. Weiters ist es empfehlenswert,<br />
den „Secure Connections Only“-Modus<br />
zu verwenden, welcher Downgrade-Angriffe<br />
verh<strong>in</strong>dert (aber dafür<br />
Backward Compatibility e<strong>in</strong>schränkt).<br />
Christopher Skallak<br />
ist <strong>IT</strong>-Security Masterstudent<br />
auf der FH<br />
Campus Wien. Se<strong>in</strong>e<br />
Masterarbeit befasst<br />
sich mit e<strong>in</strong>em STRI-<br />
DE Threat Model<strong>in</strong>g des Bluetooth<br />
Low Energy drahtlosen Übertragungsprotokolls.<br />
Entwurfsautomatisierung für Quantencomputer<br />
von Thomas Gurl<br />
MQT: The Munich Quantum<br />
Toolkit<br />
Indem sie quantenmechanische Effekte<br />
ausnutzen, haben Quantencomputer<br />
das Potenzial Probleme zu lösen, die für<br />
heutige Computer unlösbar s<strong>in</strong>d. Probleme<br />
dieser Art lassen sich <strong>in</strong> Bereichen<br />
wie der Logistik, Pharmazie oder<br />
F<strong>in</strong>anzwelt f<strong>in</strong>den. Motiviert durch das<br />
enorme Potenzial dieser Technologie,<br />
entwickeln Akteur*<strong>in</strong>nen weltweit im<br />
privaten und öffentlichen Sektor immer<br />
leistungsfähigere Quantencomputer.<br />
Doch leistungsfähige Quantencomputer<br />
alle<strong>in</strong> reichen nicht aus: Um die<br />
neue Technologie zu nutzen, müssen<br />
Quantenanwendungen für spezifische<br />
Quantencomputer kompiliert werden.<br />
Zusätzlich dazu ist es u. a. notwendig die<br />
Korrektheit von Quantenanwendungen<br />
zu verifizieren oder die Ausführung von<br />
Quantenalgorithmen zu simulieren. Dieses<br />
Problemfeld wird oft als Entwurfsautomatisierung<br />
bezeichnet.<br />
Das Munich Quantum Toolkit (MQT),<br />
welches federführend vom Lehrstuhl für<br />
Design Automation an der Technischen<br />
Universität München entwickelt wird, ist<br />
e<strong>in</strong>e Sammlung von Softwarelösungen,<br />
welche Entwickler*<strong>in</strong>nen genau bei diesen<br />
Problemen unterstützt. Das MQT ist<br />
frei und als Open Source verfügbar, wird<br />
aktiv weiterentwickelt und regelmäßig<br />
um neue Funktionen erweitert. Weiters<br />
bieten die meisten Tools e<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>fach<br />
verwendbare Python Schnittstelle und<br />
können bequem über den Paketmanager<br />
„pip“ <strong>in</strong>stalliert werden. E<strong>in</strong>e umfangreiche<br />
Dokumentation aller Funktionen<br />
und Komponenten des MQT ist onl<strong>in</strong>e<br />
verfügbar 1 . In diesem Artikel werden e<strong>in</strong>ige<br />
Features des MQT präsentiert.<br />
KOMPILIERUNG<br />
Bevor e<strong>in</strong> Quantenalgorithmus auf e<strong>in</strong>em<br />
Quantencomputer ausgeführt werden<br />
kann, muss der Algorithmus erst für<br />
die spezifische Architektur des Quantencomputers<br />
kompiliert werden. Dies ist<br />
notwendig, da echte Quantencomputer<br />
physikalische E<strong>in</strong>schränkungen haben,<br />
die bei der Entwicklung von Algorithmen<br />
nicht berücksichtigt werden.<br />
E<strong>in</strong>e zentrale Aufgabe <strong>in</strong> der Kompilierung<br />
von Quantenalgorithmen ist das<br />
sogenannte „Mapp<strong>in</strong>g“. In e<strong>in</strong>em ersten<br />
Schritt werden dabei die Quantenbits<br />
des Algorithmus den physikalischen<br />
Quantenbits des Quantencomputers<br />
zugewiesen. Da aufgrund physikalischer<br />
E<strong>in</strong>schränkungen nicht alle Quantenbits<br />
direkt mite<strong>in</strong>ander verbunden s<strong>in</strong>d, ist es<br />
nur selten möglich e<strong>in</strong>e Zuweisung (bzw.<br />
e<strong>in</strong> „Mapp<strong>in</strong>g“) zu f<strong>in</strong>den, sodass alle<br />
Operationen des Algorithmus direkt ausführbar<br />
s<strong>in</strong>d. Daher wird dieses Mapp<strong>in</strong>g<br />
<strong>in</strong> e<strong>in</strong>em zweiten Schritt mithilfe spezieller<br />
Operationen (sogenannter „SWAP“s)<br />
dynamisch angepasst. So kann e<strong>in</strong> beliebiger<br />
Algorithmus auf Kosten e<strong>in</strong>er höheren<br />
Komplexität ausführbar gemacht<br />
werden. Durch die Fehleranfälligkeit von<br />
01 • 2024 | OCG Journal<br />
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