Quantencomputer sind keine ferne Vision mehr. Doch sind die entsprechenden Kryptosysteme diesen Maschinen überhaupt schon gewachsen? Lesen Sie in diesem Blog-Artikel, wie quantenresistente Verschlüsselung Unternehmen schon heute auf die Ära der Quantencomputer vorbereitet.

Vor einigen Jahren noch reine Hypothese, stehen Quantencomputer mittlerweile kurz davor, die IT-Welt grundlegend zu revolutionieren. Laut einer Studie von Gartner wird erwartet, dass bis 2030 mindestens 20 Prozent der Unternehmen weltweit Post-Quanten-Kryptografie implementiert haben werden, um sich gegen die Risiken der quantentechnologischen Zukunft abzusichern (zur Studie: https://www.gartner.com/en/articles/post-quantum-cryptography). Doch was bedeutet das für den Mittelstand im DACH-Raum, der sich fortschreitend mit digitalen Bedrohungen und vielschichtigen Schutzanforderungen konfrontiert sieht? Die Antwort ist klar: Es ist Zeit, sich auf die Ära der Quantencomputer vorzubereiten.

Quantencomputer, deren Rechenleistung die der heutigen IT-Systeme um ein Mehrfaches übertreffen, könnten bestehende Verschlüsselungsverfahren wie RSA oder ECC in kürzester Zeit kompromittieren. Für Unternehmen bedeutet dies eine ernsthafte Bedrohung ihrer kritischen Informationen und Infrastrukturen. Post-Quanten-Kryptografie bietet einen Lösungsansatz, um diese Schwachstellen zu eliminieren und IT-Infrastrukturen langfristig abzusichern.

Das BSI schreibt: „Unter quantenresistenter Kryptografie versteht man kryptografische Verfahren, von denen angenommen wird, dass sie auch mit Hilfe eines Quantenrechners nicht zu kompromittieren sind. Im Gegensatz zur quantenbasierten Kryptografie können diese Methoden 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 Mittelständler von Bedeutung ist, das erfahren Sie in diesem Beitrag.

Die Wissenschaft hinter der Post-Quanten-Kryptografie

Quantenresistente Kryptografie beschreibt eine Gruppe von Verschlüsselungsmethoden, die selbst den Angriffsvektoren hochpotenter Quantenrechner standhalten können. Im Unterschied zu klassischen Verfahren basiert sie nicht auf Problemen wie der Faktorisierung großer Zahlen oder der Berechnung diskreter Logarithmen, die Quantencomputer leicht bewältigen könnten. Stattdessen setzen quantenresistente Protokolle auf mathematische Probleme, die auch von Quantenprozessoren nicht effizient gelöst werden können, etwa Gitterprobleme oder isogenetische elliptische Kurven.

Die Forschung in diesem Bereich hat bereits aussichtsreiche Normen hervorgebracht. Das „National Institute of Standards and Technology“ (kurz: NIST) in den USA führt derzeit einen Wettbewerb zur Normierung von Post-Quanten-Algorithmen. Zu den vielversprechendsten Kandidaten gehören Verfahren wie CRYSTALS-Kyber oder 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 IT-Sicherheit und etablieren Richtlinien, auf Grundlage derer IT-Anbieter robuste Systeme bereitstellen können.

Bedrohung durch Quantenrechner: Ein Weckruf

Quantenrechner arbeiten anders als die Computer, die wir heute nutzen: Statt Daten nur als 0 oder 1 (Bits) zu speichern, arbeiten sie mit sogenannten Qubits. Diese können gleichzeitig mehrere Zustandskombinationen einnehmen – man nennt das Superposition – und sich auf besondere Weise miteinander vereinen. Dadurch können sie Berechnungen unglaublich viel schneller durchführen als es herkömmliche Systeme bisher tun.

Das wird vor allem bei Verschlüsselung ein Risiko: Viele heutige Sicherheitsverfahren, wie das RSA-Verfahren, basieren darauf, dass es rechnerisch aufwendig ist, große Zahlen in ihre Faktoren zu analysieren. Mit einem Quantencomputer und einem speziellen Verfahren namens Shors Algorithmus könnte das aber in viel kürzerer Zeit möglich sein. Das bedeutet, dass auch moderne Kryptoverfahren wie Elliptic Curve Cryptography, die oft in der Datenübertragung verwendet werden, gefährdet wären.

Quantentechnologien machen daher unsere bisher etablierten Sicherheitsstrategien wirkungslos, weil die Kryptografie, auf der sie beruhen, binnen Millisekunden geknackt werden kann. Die Lösung: Post-Quanten-Kryptografie – eine neuartige Form der Verschlüsselung.

Chancen und Risiken post-quantenresistenter Verschlüsselung

Post-Quanten-Kryptografie bietet deutliche Pluspunkte: Sie steigert die Abwehrfähigkeit gegenüber kommenden Gefahren und ermöglicht Unternehmen, ihre technologischen Systeme langfristig zu sichern. Dennoch ist die Umstellung mit Herausforderungen behaftet. Die Einbindung neuer Verschlüsselungsverfahren in bestehende Infrastrukturen kann komplex sein und bedarf einer sorgfältigen Planung.

Zudem sind nicht alle postquantenresistenten Verfahren gleich leistungsfähig. Einige benötigen mehr Prozessorressourcen oder Datenspeicher, als klassische Verfahren, was die Systemleistung mindern kann. Organisationen sollten daher eine individuelle Abwägung von Aufwand und Gefahr vornehmen, um die für sie optimal passenden Kryptomethoden festzulegen.

Schritte zur Integration von Post-Quanten-Kryptografie

Unternehmen, die sich auf die Post-Quanten-Ära einstellen wollen, sollten folgende Maßnahmen in Betracht ziehen:

1. Ist-Analyse: Untersuchen Sie, welche kryptografischen Verfahren in Ihrer technologischen Umgebung verwendet werden und welche Sicherheitslücken vorliegen.
2. Risikobewertung: Ermitteln Sie, welche Ihrer Daten besonders kritisch sind und wie groß das Bedrohungspotenzial eines quantenbasierten Angriffs ist.
3. Testläufe: Testen Sie die Integration post-quantenresistenter Verfahren in unbedenklichen Systemteilen, bevor Sie diese unternehmensweit einführen.
4. Weiterbildungen: Stellen Sie sicher, dass Ihre IT-Teams über die notwendigen Kompetenzen verfügen, um die neuen Verfahren einzusetzen und zu betreuen.
5. Kontinuierliche Überprüfung: Bleiben Sie über die neuesten Entwicklungen im Feld Post-Quanten-Kryptografie auf dem aktuellen Stand und justieren Sie Ihre Sicherheitsstrategie regelmäßig.

Angesichts der Herausforderungen, die quantenfähige Systeme für heutige Kryptosysteme mit sich bringen, und der Komplexität des Themas, ist es für Unternehmen hierbei von höchster Bedeutung, einen erfahrenen Dienstleister an ihrer Seite zu haben. Ein guter Experte 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 Zeit der Quantencomputer ist keine ferne Zukunftsvision mehr, sondern eine greifbare Realität, auf die Organisationen sich einstellen sollten. Post-Quanten-Kryptografie bietet kleinen und mittleren Unternehmen im DACH-Raum die Möglichkeit, ihre Cybersicherheit nachhaltig zu stärken und sich gegen kommende Risiken zu wappnen.

Wer jetzt handelt, schützt nicht nur seine kritischen Informationen, sondern verschafft sich auch einen strategischen Vorsprung. Mit einer klaren Strategie, kompetenten Partnern und der Bereitschaft, in die kommenden Technologien zu investieren, können Unternehmen die Herausforderungen der Quantenära bewältigen und ihre Position in einer zunehmend digitalen Welt ausbauen.

Sie möchten mehr über Post-Quanten-Kryptografie erfahren oder herausfinden, wie Ihr Unternehmen sich optimal auf die Ära der Quantencomputer einstellen sollte? Kontaktieren Sie uns – wir helfen Ihnen kompetent mit unserer Fachkenntnis.