Quantenrechner sind keine ferne Vision mehr. Doch sind die entsprechenden Kryptosysteme diesen Maschinen überhaupt schon gewachsen? Lesen Sie in diesem Blog-Artikel, wie Post-Quanten-Kryptografie Unternehmen schon heute auf die Zeit der Quantencomputer einstellt.
Vor einigen Jahren noch reine Theorie, stehen Quantencomputer mittlerweile kurz davor, die digitale Infrastruktur grundlegend zu verändern. Laut einer Erhebung von Gartner wird prognostiziert, dass bis 2030 mindestens 20 Prozent der Unternehmen weltweit Post-Quanten-Kryptografie implementiert haben werden, um sich gegen die Risiken der quantentechnologischen Zukunft zu schützen (zur Studie: https://www.gartner.com/en/articles/post-quantum-cryptography). Doch was impliziert das für den kleinen und mittleren Betrieb im DACH-Raum, der sich zunehmend mit Cyberrisiken und komplexen Sicherheitsanforderungen konfrontiert sieht? Die Antwort ist klar: Es ist Zeit, sich auf die kommende Quantenzeit vorzubereiten.
Quantencomputer, deren Verarbeitungskraft die der heutigen IT-Systeme um ein Mehrfaches übertreffen, könnten bestehende Verschlüsselungsverfahren wie RSA oder ECC in kürzester Zeit knacken. Für Betriebe bedeutet dies eine ernsthafte Bedrohung ihrer kritischen Informationen und Systeme. Post-Quanten-Kryptografie bietet einen Lösungsansatz, um diese Sicherheitslücken zu eliminieren und IT-Infrastrukturen langfristig zu schützen.
Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik schreibt: „Unter Post-Quanten-Kryptografie versteht man Verschlüsselungsmethoden, von denen angenommen wird, dass sie auch mit Hilfe eines Quantenrechners nicht zu kompromittieren sind. Im Gegensatz zur Quantenkryptografie können diese Verfahren auf konventionellen Systemen implementiert werden.“ (Quelle: https://www.bsi.bund.de/DE/Themen/Unternehmen-und-Organisationen/Informationen-und-Empfehlungen/Quantentechnologien-und-Post-Quanten-Kryptografie/Post-Quanten-Kryptografie/post-quanten-kryptografie_node.html). Was genau sich hinter dem Fachterminus verbirgt und wieso das Thema für mittelständische Unternehmen von Bedeutung ist, das erfahren Sie in diesem Beitrag.
Einführung in die Post-Quanten-Kryptografie
Post-Quanten-Kryptografie beschreibt eine Gruppe von Verschlüsselungsmethoden, die selbst den Bedrohungsszenarien hochpotenter Quantenrechner standhalten können. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden basiert sie nicht auf Problemen wie der Zerlegung großer Primzahlen oder der Berechnung diskreter Logarithmen, die quantenbasierte Systeme schnell bewältigen könnten. Stattdessen setzen quantenresistente Protokolle auf mathematische Probleme, die auch von Quantencomputern nicht effizient verarbeitet werden können, etwa Gitterprobleme oder isogenetische elliptische Kurven.
Die Entwicklung in diesem Fachgebiet hat bereits vielversprechende Standards hervorgebracht. Das „National Institute of Standards and Technology“ (kurz: NIST) in den USA organisiert aktuell eine Auswahlrunde zur Normierung von Post-Quanten-Algorithmen. Zu den aussichtsreichsten Vorschlägen gehören Algorithmen wie CRYSTALS-Kyber oder CRYSTALS-Dilithium. Was alles kompliziert klingt, bedeutet für KMUs im DACH-Raum eigentlich nur eins: Wir machen bedeutende Schritte in Richtung Langzeit-IT-Schutz hinsichtlich unserer aller Cybersicherheit und etablieren Richtlinien, auf Basis derer IT-Anbieter zuverlässige Lösungen erarbeiten können.
Warum Quantencomputer klassische Kryptografie bedrohen
Quantencomputer arbeiten anders als die Computer, die wir heute verwenden: Statt Daten nur als 0 oder 1 (Bits) zu codieren, arbeiten sie mit sogenannten quantentechnologischen Bits. Diese können gleichzeitig mehrere Zustände einnehmen – man nennt das Superposition – und sich auf besondere Weise miteinander verbinden. Dadurch können sie Berechnungen unglaublich viel schneller durchführen als es Computer bisher tun.
Das wird vor allem bei Verschlüsselung ein Problem: Viele heutige Sicherheitsverfahren, wie RSA, basieren darauf, dass es extrem lange dauert, große Zahlen in ihre Primfaktoren zu analysieren. Mit einem Quantencomputer und einem speziellen Algorithmus namens Shors Algorithmus könnte das jedoch in viel kürzerer Zeit möglich sein. Das bedeutet, dass auch moderne Kryptoverfahren wie Elliptic Curve Cryptography, die oft in der Kommunikation verwendet werden, gefährdet wären.
Quantentechnologien machen daher unsere bisher etablierten Sicherheitsstrategien wirkungslos, weil die Kryptografie, auf der sie basieren, binnen Sekunden entschlüsselt werden kann. Die Antwort: Post-Quanten-Kryptografie – eine neuartige Form der Verschlüsselung.
Was die Einführung von Post-Quanten-Kryptografie mit sich bringt
Post-Quanten-Kryptografie bietet klare Vorteile: Sie steigert die Sicherheit gegenüber kommenden Gefahren und ermöglicht Unternehmen, ihre technologischen Systeme langfristig zu schützen. Dennoch ist die Umstellung mit Herausforderungen behaftet. Die Einbindung neuer Verschlüsselungsverfahren in bestehende Systeme kann komplex sein und erfordert einer sorgfältigen Planung.
Zudem sind nicht alle quantenresistenten Algorithmen gleich leistungsfähig. Einige erfordern mehr Prozessorressourcen oder Speicherplatz, als klassische Verfahren, was die Performance beeinflussen kann. Unternehmen sollten daher eine individuelle Abwägung von Aufwand und Gefahr vornehmen, um die für sie optimal passenden Algorithmen festzulegen.
Vorbereitung auf Quantencomputer: Ein Leitfaden
Unternehmen, die sich auf die Post-Quanten-Ära einstellen wollen, sollten folgende Schritte berücksichtigen:
- Bestandsaufnahme: Analysieren Sie, welche kryptografischen Verfahren in Ihrer technologischen Umgebung eingesetzt werden und welche Schwachstellen vorliegen.
- Risikobewertung: Bewerten Sie, welche Ihrer Informationen besonders schützenswert sind und wie groß das Risiko eines quantenbasierten Angriffs ist.
- Pilotprojekte: Erproben Sie die Einbindung post-quantenresistenter Verfahren in unbedenklichen Systemteilen, bevor Sie diese flächendeckend einführen.
- Weiterbildungen: Vergewissern Sie sich, dass Ihre IT-Teams über die notwendigen Kompetenzen verfügen, um die neuen Methoden zu implementieren und zu warten.
- Kontinuierliche Überprüfung: Halten Sie sich über die neuesten Fortschritte im Bereich post-quantenresistenter Kryptografie auf dem Laufenden und justieren Sie Ihre Sicherheitsstrategie regelmäßig.
Angesichts der Risiken, die quantenfähige Systeme für heutige Verschlüsselungstechnologien mit sich bringen, und der technischen Tiefe, ist es für Unternehmen hierbei von höchster Bedeutung, einen kompetenten Partner an ihrer Seite zu haben. Ein guter Partner hilft nicht nur, die richtigen Schutzkonzepte zu konzipieren, sondern auch, frühzeitig auf neue Bedrohungen zu antworten und Systeme langfristig stabil zu machen.
Post-Quanten-Kryptografie: Eine Chance, kein Risiko
Die Quantenära ist keine ferne Zukunftsvision mehr, sondern eine konkrete Entwicklung, auf die Organisationen sich einstellen sollten. Post-Quanten-Kryptografie bietet Mittelständlern im deutschsprachigen Wirtschaftsraum die Chance, ihre Cybersicherheit grundlegend zu verbessern und sich gegen zukünftige Bedrohungen zu schützen.
Wer jetzt aktiv wird, schützt nicht nur seine kritischen Informationen, sondern erlangt auch einen strategischen Vorsprung. Mit einer durchdachten Vorgehensweise, kompetenten Partnern und der Bereitschaft, in die kommenden Technologien zu investieren, können Unternehmen die Herausforderungen der Quantenära bewältigen und ihre Wettbewerbsfähigkeit in einer zunehmend digitalen Welt ausbauen.
Sie möchten mehr über Post-Quanten-Kryptografie wissen oder herausfinden, wie Ihr Unternehmen sich optimal auf die Ära der Quantencomputer einstellen sollte? Nehmen Sie gerne Kontakt auf – wir unterstützen Sie gerne mit unserer Fachkenntnis.
