AitherShield

1. Konfiguration & Orchestrierung (AitherConfig)

Die zentrale Steuereinheit verwaltet alle Parameter, Schlüssel und Subsysteme:

• Quanten-Parameter: NUM_DATA_QUBITS, NUM_LAYERS, SHOTS
• Sicherheits-Parameter: BELL_STATE_FIDELITY_THRESHOLD, ENTANGLEMENT_CHECK_PROBABILITY
• Post-Quanten-Kryptographie (PQC): Integriert Kyber (KEM), Dilithium (Signaturen) und XMSS
• Initialisierung: Lädt IBMQ-Accounts, generiert Schlüssel, startet Subsysteme

2. Quanten-Rauschmaske (AitherNoiseMask)

Diese Klasse appliziert die protective Quantenschicht. Der Kernalgorithmus apply_mask() arbeitet wie folgt:

• Dynamische Gatter: Wendet parametrisierte Rotationen (U3, RX, RY, RZ) mit schichtabhängiger Wahrscheinlichkeit an
• Gezielte Verschränkung: Erzeugt CNOT-Verbindungen zwischen zufällig ausgewählten Qubit-Paaren
• Sicherheits-Qubits: Erzeugt Bell-Zustände zur Manipulationserkennung
• Adaptive Reaktion: Erhöht NUM_LAYERS dynamisch bei Fidelity-Abfall
• remove_mask(): Führt inverse Operationen mit korrektem Seed durch

3. Hardware-Sicherheits-Monitor (HardwareSecurityMonitor)

Sorgt für Vertrauen in die zugrundeliegende Quantenhardware:

• Multi-Backend-Validation: Führt identische Schaltkreise auf mehreren echten Quantenprozessoren aus
• Trust Scoring: Weist jedem Backend einen dynamischen Vertrauensscore zu
• Kalibrations-Validation: Prüft Hardware-Parameter (T1, T2, Readout Error) gegen Sicherheitsgrenzwerte
• Hardware-Fingerprinting: Erstellt eindeutige Fingerabdrücke der Quantenprozessoren

4. Quanten-Authentifizierungs-Netzwerk (QuantumAuthNetwork)

Ein Konzept für ein dezentrales, auf Konsens basierendes Quantennetzwerk:

• Parallele Ausführung: Schaltkreise werden auf 5 verschiedenen Quantencomputern weltweit ausgeführt
• Konsensalgorithmus: Vergleicht die Ergebnisse aller Knoten
• Ledger: Speichert Validierungsergebnisse, signiert mit quantensicheren Signaturen (Dilithium/XMSS)
• Dezentrales Vertrauen: Manipulation erfordert Kompromittierung mehrerer physisch getrennter Standorte

5. Interferenz-Analysator (InterferenceAnalyzer)

Nutzt die Welleneigenschaften von Qubits zur Erkennung von Anomalien:

• Prinzip: Ungestörte Quantenschaltkreise erzeugen charakteristische Interferenzmuster
• Methode: Wendet FFT auf die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Ergebnisse an
• Anomalie-Erkennung: Vergleicht dominante Frequenzen und Amplituden mit Referenzlauf
• Echtzeit-Überwachung: Kontinuierliche Analyse während der Quantenoperationen

6. Kontextspeicher (QuantumContextStorage)

Ein 5D-Speichermodell, das den Quantenzustand mit dem klassischen Kontext koppelt:

• Base: Der Rausch-Log (noise_log)
• Temporal: Zeitstempel mit Nanosekunden-Präzision
• Spatial: GPS-Koordinaten mit Quantenkorrektur (1cm Genauigkeit)
• Environmental: Quantensensordaten (Temperatur, Magnetfeld)
• Quantum State: Hash des Schaltkreis-Zustands

Zweck: Ein Angreifer müsste nicht nur den Quantenzustand exakt replizieren, sondern auch den exakten physikalischen Kontext (Ort, Zeit, Umgebung), in dem er erzeugt wurde.

7. Notfallprotokoll (EmergencyProtocol)

Die letzte Verteidigungslinie bei kritischer Sicherheitsverletzung:

• Isolation: Trennt alle Netzwerkverbindungen (sudo ifconfig eth0 down)
• Deaktivierung: Setzt die Quantenprozessoren zurück
• Verschlüsselung: Löscht Schlüsselmaterial unwiderruflich
• Benachrichtigung: Sendet Alerts an Systemadministratoren

8. Metriken & ML (MetricHistory, AdaptiveThresholdModel)

Sammelt kontinuierlich Metriken und trainiert ein Isolation Forest Modell:

• Metrik-Sammlung: Fidelity, Konsistenz, Anomaliescores, Trust Scores, Dekohärenzraten
• Isolation Forest: Unsupervised Learning zur Anomalieerkennung
• Adaptive Schwellenwerte: Dynamische Anpassung basierend auf historischen Daten
• Vorausschauende Bedrohungserkennung: Erkennt Muster vor kritischen Ereignissen