Volume 48, Issue 6

Some of the most significant security issues arising in the context of ubiquitous mobile computing are reviewed. Emerging technologies which may be able to help overcome these security problems are also described; in particular we consider methods for secure ‘imprinting’ of mobile devices, techniques proposed for establishing trust between devices with no prior relationship, and finally the relevance of trusted computing technology to mobile security issues. In diesem Artikel werden einige der wichtigsten Sicherheitsaspekte diskutiert, die sich im Zusammenhang mit ubiquitärem mobilem Rechnen ergeben. Weiterhin werden neu aufkommende Technologien beschrieben, die möglicherweise helfen, diese Sicherheitsprobleme zu lösen. Insbesondere betrachten wir Methoden zum sicheren “imprinting” mobiler Geräte, sowie Vorschläge, Vertrauen zwischen Geräten aufzubauen, die vorher keine Beziehung zueinander hatten, und schließlich die Bedeutung des vertrauenswürdigen Rechnens für Probleme der mobilen Sicherheit.

Um asymmetrische kryptographische Systeme zu entwerfen, die mit heute verfügbarer Technologie implementiert werden können und zugleich Sicherheit gegenüber bekannten Quantenalgorithmen bieten, werden momentan unterschiedliche Ansätze verfolgt. Dieser Beitrag gibt einen kurzen Überblick über Forschungsansätze aus den Bereichen Gruppentheorie und multivariate Polynome. For designing asymmetric cryptographic schemes that can be implemented with current technology and also offer resistance against known quantum algorithms, different approaches are currently explored. This contribution briefly surveys some of the research building on group theory or multivariate polynomials.

We review the goals of cryptography, explain how quantum laws allow some of these goals to be attained that could not be otherwise, and comment on the future of quantum cryptography and the nature of its security. Wir geben einen Überblick über die Ziele der Kryptographie und erklären, wie mit Hilfe der Gesetze der Quantenmechanik einige dieser Ziele erreicht werden können, die andernfalls unerreichbar sind. Ferner diskutieren wir die Zukunft der Quantenkryptographie sowie den wesentlichen Ursprung ihrer Sicherheit.

The first aim of this paper is to demonstrate the emergence of quantum informatics as a new, important, deep and broad area of science, that explores phenomena, laws and limitations of the (quantum) information processing world, and brings also a new methodology for other sciences, especially those dealing with microworld. The second aim is to discuss briefly long term global goals and paradigms of quantum informatics. The third aim is to try to point out some of the current main challenges of quantum informatics. In diesem Artikel wird vor allem das Entstehen der Quanteninformatik als neues, wichtiges und umfangreiches Wissenschaftsgebiet beschrieben. In ihr werden Phänomene, Gesetze und Grenzen der (Quanten-)Informationsverarbeitung untersucht. Sie trägt auch zu einer neuen Methodik für andere Naturwissenschaften bei, insbesondere für solche, die sich mit Problemen auf atomarem Niveau befassen. Zweites Anliegen dieses Artikels ist die Diskussion langfristiger Ziele und Paradigmen der Quanteninformatik. Des Weiteren wird versucht, einige ihrer größten aktuellen Herausforderungen aufzuzeigen.

Seit der Entdeckung von effizienten Quantenalgorithmen für das Faktorisieren von ganzen Zahlen und für die Berechnung von diskreten Logarithmen durch Shor in 1994 wuchs das Interesse an Quantenalgorithmen innerhalb der theoretischen Informatik- und der Physik-Gemeinde. Überraschenderweise ist die Anzahl der Quantenalgorithmen, die bisher entdeckt wurden, vergleichsweise gering, obwohl die Anzahl der Forscher, welche an diesem Gebiet arbeiten, stark angestiegen ist. Die Aufgabe, neue Quantenalgorithmen zu entwerfen, hat sich in der Tat als extrem schwierig herausgestellt. Wir geben einen kurzen Überblick über eine Auswahl von Problemen, für welche effiziente Quantenalgorithmen bekannt sind, und beschreiben kurz die zu Grunde liegenden Ideen. Ein großes Gebiet, bei dem ein Quantenrechner allen klassischen Rechnern überlegen zu sein scheint, sind die verborgenen Untergruppenprobleme. Wir erklären deren Relevanz und geben Motivation für diese abstrakte Problemklasse. Ever since the discovery of efficient quantum algorithms for factoring and computing discrete logarithms by Shor in 1994, the interest in quantum algorithms was growing within the theoretical computer science as well as the physics community. Surprisingly, the number of quantum algorithms found so far is quite small, although the number of researchers working on the subject is rapidly increasing. In fact, the task of designing new quantum algorithms has been proven to be extremely difficult. We give an overview of the problems for which an efficient quantum algorithm is known and briefly describe the underlying ideas. One large area of problems where a quantum computer appears to be superior to classical computers are the so-called hidden subgroup problems. We explain the relevance and the motivation behind this abstract class of problems.

Dieser Artikel stellt die Grundideen der Fehlerkorrektur für Quantensysteme vor. Nach einer kurzen Einführung in das Modell des Quantenrechners wird exemplarisch aufgezeigt, welche Bezüge zwischen einfachen klassischen fehlerkorrigierenden Codes und fehlerkorrigierenden Quantencodes bestehen. This article gives a brief introduction to the principles of quantum error-correcting codes. Starting with the basics of quantum information processing, we use a simple code to illustrate the relations between classical and quantum error-correcting codes.

Die Dissertation befasst sich mit der Berücksichtigung des Faktors Mensch bei der Gestaltung hochautomatisierter Flugzeugcockpits. In der industriellen Praxis wird dieser entscheidende Faktor immer noch schwerpunktmäßig in späteren Entwicklungsphasen betrachtet. Dabei werden Prototypen des neuen Systems in Simulatoren durch Testpiloten erprobt. In der Dissertation wurde eine innovative Methode zur frühen Analyse der Bedienkonzepte auf Basis eines empirisch fundierten kognitiven Pilotenmodells erstellt und anhand eines formalen Autopilotendesigns evaluiert. Der Fokus der Methode liegt auf der Vorhersage von Bedienungsfehlern, die durch das Erlernen und Anwenden gefährlicher Abkürzungen in mentalen Bedienprozeduren entstehen. The thesis tackles the consideration of the human factor in the design of highly-automated aircraft cockpits. In the industrial system design the major effort for human factor analysis is still spent in late design phases. Experiments with test pilots are conducted at the flight simulator when a prototype of the system is available. The thesis presents an innovative methodology allowing early analysis of pilot-cockpit interaction on the basis of an empirically grounded cognitive pilot model. An evaluation of the methodology was performed by analyzing a formal autopilot design. The methodology focuses on the prediction of operator errors caused by learned simplifications in mental representation of operation procedures.