Wussten Sie, dass sich viele Länder immer noch auf papierbasierte Systeme verlassen, um Transaktionen mit Kernmaterial zu verfolgen?
Während dies in Australien nicht der Fall ist, ist die Internationale Atomenergiebehörde (IAEA) bestrebt, die nuklearen Sicherheitsvorkehrungen zu verbessern, die alle spaltbaren nuklearen Materialien verfolgen, die möglicherweise in nicht deklarierte Waffenprogramme gelangen und zur Herstellung von Bomben verwendet werden könnten.
Die IAEA erstattet den Vereinten Nationen Bericht und unterstützt die Mitgliedsstaaten bei der friedlichen und sicheren Nutzung der Kernenergie bei gleichzeitiger Verhinderung der Verbreitung von Kernwaffen.
Derzeit hat jeder Mitgliedsstaat der IAEA seine eigene Aufsichtsbehörde, die Berichtspflichten in Bezug auf Kernmaterial erfüllen muss. Diese Berichterstattung beweist, dass die nuklearen Aktivitäten eines Landes der erklärten Absicht entsprechen, und unterstützt die IAEO bei der Durchführung von Inspektionen, um dies zu überprüfen.
Da immer mehr Aufzeichnungen in elektronische Systeme verlagert werden, angetrieben durch den anhaltenden Effizienzdruck und feste Budgetzuweisungen in Regierungen und bei der IAEO, wird es möglicherweise einfacher, frühere Aufzeichnungen neu zu schreiben oder zu ändern, wenn die physischen Archive ersetzt werden.
Dies erhöht den Bedarf an Überprüfbarkeit, kombiniert mit Informationssicherheit und Effizienz. Kontinuierliche Innovation bei der nuklearen Sicherheitsüberwachung ist für die Mission der IAEO und der nationalen Regulierungsbehörden, die zu ihrer lebenswichtigen Arbeit beitragen, von wesentlicher Bedeutung.
Daher wird das kommende IAEA Symposium on International Safeguards, das alle vier Jahre stattfindet, Regulierungsbehörden, Regierungen, die Forschungs- und Entwicklungsgemeinschaft und die Industrie zusammenbringen, um Herausforderungen und Chancen in dem sich schnell entwickelnden Betriebsumfeld, das wir heute sehen, zu identifizieren.
Auf dem Symposium in Wien, Österreich, werden wir Arbeiten vorstellen, die darauf hindeuten, dass die Verwendung der Blockchain-Technologie zur gemeinsamen Nutzung eines unveränderlichen Hauptbuchs von Kernmaterial-Buchhaltungsinformationen zwischen allen Mitgliedstaaten sowie mit der IAEA selbst die Fälschung elektronischer Aufzeichnungen zu einer Ablenkung machen könnte Versuch deutlich schwieriger.
Dieses Proof-of-Concept-System, das als Shared Ledger Implementation of Nuclear Material Accounting and Control (SLINMAC) bekannt ist, bietet eine sichere Plattform für den Austausch vertraulicher Berichte und ein maßgebliches, überprüfbares gemeinsames Ledger aller Transaktionen. SLINMAC wurde entwickelt, um etablierte Meldepraktiken zu ergänzen und die Effizienz des Transitabgleichs für nationale und internationale Transporte von Nuklearmaterial zu verbessern.
Sicherheitsanforderungen für nukleare Informationen
Im Security of Nuclear Information Implementing Guide der IAEA heißt es: „Informationssicherheit umfasst nicht nur die Sicherstellung der Vertraulichkeit von Informationen, sondern auch die Gewährleistung der Genauigkeit und Vollständigkeit der Informationen (ihrer Integrität) und der Zugänglichkeit oder Verwendbarkeit der Informationen auf Anfrage (ihres Verfügbarkeit).“
Ein wesentlicher Vorteil der Blockchain-Technologie ist die hervorragende Datenintegrität, die durch die kryptografische Verknüpfung von Blöcken mit selbstreferenziellen Hashes bereitgestellt wird. Das Betrügen des Hauptbuchs durch Bearbeiten eines festgeschriebenen Blocks unterbricht diese Kette und erfordert eine unpraktische Menge an Rechenleistung, um die betrügerischen Einträge wieder aufzubauen.
Die dezentrale Art der Blockchain-Speicherung macht Daten sofort verfügbar und leicht zugänglich. Die Blockchain wird aktualisiert, sobald eine Transaktion akzeptiert wird, und mehrere Kopien des Hauptbuchs werden auf alle Knoten verteilt, was die Widerstandsfähigkeit des Netzwerks erhöht, falls es jemals kompromittiert werden sollte.
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Obwohl die Blockchain ein starkes System zur Verfolgung von Nuklearmaterial bietet, bei dem die digitalen Aufzeichnungen nicht geändert werden können, bietet eine einfache offene Blockchain standardmäßig keine Vertraulichkeit, da alle Parteien das auf ihren Knoten gehostete Hauptbuch lesen können.
Dies ist ein Problem, da bestimmte Informationen über die nukleare Sicherheit oder geistiges Eigentum, das für saubere Energie oder Nuklearmedizin verwendet wird, aus guten Gründen geheim gehalten werden müssen.
Die Lösung besteht darin, dass Informationen im Zusammenhang mit nuklearen Sicherheitsvorkehrungen im Hauptbuch und während der Übertragung verschlüsselt werden, wenn sie in die Blockchain hochgeladen und von ihr heruntergeladen werden.
Darüber hinaus muss die verwendete Verschlüsselung den langfristigen Schutz der Daten für die gesamte Lebensdauer des zugrunde liegenden Vermögenswerts gewährleisten, was sich bei der Entsorgung nuklearer Abfälle über Zeiträume von Tausenden von Jahren erstrecken kann. In diesem Zusammenhang kommt die hohe Integrität und Verfügbarkeit von Blockchain-Aufzeichnungen wirklich zum Tragen.
Der wichtigste Fortschritt von SLINMAC besteht darin, zu untersuchen, wie sich die End-to-End-Verschlüsselung, die für die Erfüllung der nuklearen Sicherheitsanforderungen der Blockchain unerlässlich ist, auf die Überprüfbarkeit des Systems auswirkt. SLINMAC verwendet ein Multicast-Verschlüsselungsprotokoll, das es mehreren Organisationen ermöglicht, dieselben Informationen zu entschlüsseln und auch den Zugriff der anderen zu überprüfen. Dies ist wichtig, wenn derselbe Bericht zwischen Nuklearanlagen, der staatlichen Regulierungsbehörde und der IAEO verteilt werden muss.
Die Idee, Blockchain zur Verfolgung von Nuklearmaterial zu verwenden, befindet sich in einem frühen Forschungsstadium, und wir begrüßen die Gelegenheit, auf dem Symposium über SLINMAC sowie die allgemeineren Konzepte zu diskutieren. Diese Arbeit baut auf der ersten Blockchain-Demo eines Schutzinformationssystems namens „SLUMBAT“ auf, das wir auf dem vorherigen Safeguards Symposium 2018 vorgestellt haben und das zum SLAFKA-Projekt zwischen UNSW, dem finnischen nationalen regulären STUK und dem Stimson Center in führte 2020.
Der Ausbau der globalen Kernenergie wird vom IPCC weithin als wichtig anerkannt, um die Dekarbonisierungsziele in den nächsten 30 Jahren und darüber hinaus zu erreichen. Um die dafür erforderliche steigende Anzahl von Sicherungstransaktionen zu bewältigen, benötigt die Sicherungsgemeinschaft neue Technologien wie Blockchain, um ihre Effizienz zu skalieren, ohne die Sicherheit und Überprüfbarkeit zu beeinträchtigen
Wir glauben, dass Technologien wie SLINMAC das Vertrauen in die Nuklearindustrie insgesamt stärken und gleichzeitig einen neuen Ansatzpunkt für eine spannende technische Zusammenarbeit zwischen den nuklearen Sicherheits-, Blockchain- und Informationssicherheitsgemeinschaften bieten können.
Wir wollen sicherstellen, dass Kernenergie auf sichere Weise erzeugt wird, und dies hängt zum Teil von der Sicherheit von Informationen über Kernmaterial in Verbindung mit der Transparenz und Überprüfbarkeit der nuklearen Lieferkette ab.
SLINMAC zeigt einen Teil dessen, wie diese Zukunft aussehen könnte.
Marcus Borscz, Taste of Research Student, School of Mechanical and Manufacturing Engineering, UNSW Sydney
Dr. Edward Obbard, Koordinator des Nukleartechnikprogramms der UNSW, UNSW Sydney