Quantencomputer sind keine ferne Vision mehr. Doch sind die entsprechenden Verschlüsselungssysteme denen 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 heute kurz davor, die digitale Infrastruktur grundlegend zu verändern. Laut einer Erhebung 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 Quantenära abzusichern (zur Studie). Doch was impliziert das für den kleinen und mittleren Betrieb im DACH-Raum, der sich zunehmend mit digitalen Bedrohungen und komplexen Sicherheitsanforderungen konfrontiert sieht? Die Antwort ist klar: Es ist Zeit, sich auf die Ära der Quantencomputer vorzubereiten.
Quantencomputer, deren Rechenleistung die der gegenwärtigen IT-Systeme um ein Vielfaches übersteigen, könnten bestehende Verschlüsselungsverfahren wie RSA oder ECC in kürzester Zeit kompromittieren. Für Betriebe bedeutet dies eine ernsthafte Bedrohung ihrer sensiblen Daten und Systeme. Post-Quanten-Kryptografie bietet einen Ansatz zur Abhilfe, um diese Schwachstellen zu schließen und IT-Infrastrukturen langfristig abzusichern.
Das BSI schreibt: „Unter Post-Quanten-Kryptografie versteht man kryptografische Verfahren, von denen angenommen wird, dass sie auch mit Hilfe eines Quantencomputers nicht zu brechen sind. Im Gegensatz zur Quantenkryptografie können diese Verfahren auf konventionellen Systemen implementiert werden.“ (Quelle). Was genau sich hinter dem Begriff verbirgt und wieso das Sachgebiet für mittelständische Unternehmen von Bedeutung ist, das erfahren Sie in diesem Beitrag.
Grundlagen der Post-Quanten-Kryptografie
Quantenresistente Kryptografie beschreibt eine Gruppe von Verschlüsselungsmethoden, die selbst den Angriffsvektoren leistungsstarker Quantencomputer standhalten können. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden basiert sie nicht auf Problemen wie der Faktorisierung großer Zahlen oder der Ermittlung diskreter Logarithmen, die quantenbasierte Systeme leicht lösen könnten. Stattdessen setzen quantenresistente Protokolle auf Rechenaufgaben, die auch von Quantencomputern nicht effizient gelöst werden können, etwa Gitterprobleme oder isogene elliptische Kurvenstrukturen.
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 CRYSTALS-Dilithium. Was alles kompliziert klingt, bedeutet für mittelständische Unternehmen im DACH-Raum eigentlich nur eins: Wir machen bedeutende Schritte in Richtung Zukunftssicherheit hinsichtlich unserer aller Cybersicherheit und etablieren Richtlinien, auf Grundlage derer IT-Dienstleister robuste Systeme bereitstellen können.
Bedrohung durch Quantenrechner: Ein Weckruf
Quantenrechner arbeiten anders als die Rechensysteme, die wir heute nutzen: Statt Daten nur als 0 oder 1 (Binärwerte) zu speichern, arbeiten sie mit sogenannten Qubits. Diese können gleichzeitig mehrere Zustandskombinationen einnehmen – man nennt das Superposition – und sich auf besondere Weise miteinander verbinden. Dadurch können sie Rechenprozesse unglaublich viel schneller abwickeln als es herkömmliche Systeme bisher leisten.
Das wird vor allem bei Verschlüsselung ein Risiko: Viele heutige Sicherheitsverfahren, wie RSA, basieren darauf, dass es extrem lange dauert, große Werte in ihre Primfaktoren zu zerlegen. Mit einem Quantenprozessor und einem speziellen Algorithmus namens Shors Algorithmus könnte das aber in viel kürzerer Zeit gelingen. Das bedeutet, dass auch moderne Kryptoverfahren wie Elliptic Curve Cryptography, die oft in der Kommunikation verwendet werden, angreifbar wären.
Quantentechnologien machen daher unsere bisher etablierten Sicherheitsstrategien zunichte, weil die Verschlüsselung, auf der sie beruhen, binnen Millisekunden geknackt werden kann. Die Lösung: Post-Quanten-Kryptografie – eine neuartige Form der Verschlüsselung.
Chancen durch Post-Quanten-Kryptografie nutzen – und Risiken minimieren
Post-Quanten-Kryptografie bietet klare Vorteile: Sie erhöht die Abwehrfähigkeit gegenüber kommenden Gefahren und ermöglicht Unternehmen, ihre technologischen Systeme langfristig zu sichern. Dennoch ist die Migration mit Herausforderungen behaftet. Die Integration neuer Verschlüsselungsverfahren in bestehende Infrastrukturen kann aufwendig sein und bedarf einer präzisen Vorbereitung.
Zudem sind nicht alle quantenresistenten Algorithmen gleich effizient. Einige benötigen mehr Rechenleistung oder Datenspeicher, als klassische Verfahren, was die Systemleistung mindern kann. Unternehmen sollten daher eine individuelle Abwägung von Aufwand und Gefahr durchführen, um die für sie optimal passenden Algorithmen auszuwählen.
Schritte zur Integration von Post-Quanten-Kryptografie
Unternehmen, die sich auf die Post-Quanten-Ära vorbereiten möchten, sollten folgende Maßnahmen in Betracht ziehen:
- Ist-Analyse: Analysieren Sie, welche kryptografischen Verfahren in Ihrer technologischen Umgebung verwendet werden und welche Sicherheitslücken vorliegen.
- Risikobewertung: Bewerten Sie, welche Ihrer Informationen besonders schützenswert sind und wie groß das Bedrohungspotenzial eines quantenbasierten Angriffs ist.
- Testläufe: Testen Sie die Einbindung post-quantenresistenter Algorithmen in nicht-kritischen Bereichen, bevor Sie diese flächendeckend ausrollen.
- Schulungen: Stellen Sie sicher, dass Ihre IT-Teams über die notwendigen Kenntnisse verfügen, um die neuen Verfahren einzusetzen und zu betreuen.
- Laufende Evaluierung: Halten Sie sich über die neuesten Fortschritte im Bereich post-quantenresistenter Kryptografie auf dem Laufenden und justieren Sie Ihre Sicherheitsstrategie regelmäßig.
Angesichts der Herausforderungen, die Quantencomputer für heutige Verschlüsselungstechnologien mit sich bringen, und der Komplexität des Themas, ist es für Unternehmen hierbei wichtiger denn je, einen kompetenten Partner an ihrer Seite zu haben. Ein guter Partner hilft nicht nur, die richtigen Schutzkonzepte zu konzipieren, sondern auch, proaktiv auf neue Gefahren zu antworten und Systeme langfristig stabil zu machen.
Fazit: Warum Mittelständler jetzt aktiv werden sollten
Die Zeit der Quantencomputer ist keine ferne Zukunftsvision mehr, sondern eine konkrete Entwicklung, auf die Unternehmen sich einstellen sollten. Post-Quanten-Kryptografie bietet Mittelständlern im DACH-Raum die Möglichkeit, ihre Cybersicherheit grundlegend zu verbessern und sich gegen kommende Risiken zu wappnen.
Wer jetzt handelt, schützt nicht nur seine kritischen Informationen, sondern erlangt auch einen strategischen Vorsprung. Mit einer durchdachten Vorgehensweise, erfahrenen Fachkräften und der Entschlossenheit, in die kommenden Technologien zu investieren, können Betriebe die Anforderungen der quantengetriebenen Zukunft bewältigen und ihre Wettbewerbsfähigkeit in einer zunehmend digitalen Welt ausbauen.
