Quantenrechner sind keine ferne Vision mehr. Doch sind die entsprechenden Kryptosysteme diesen Maschinen überhaupt schon gewachsen? Lesen Sie in diesem Online-Beitrag, wie quantenresistente Verschlüsselung Firmen schon heute auf die Zeit der Quantencomputer vorbereitet.
Vor einigen Jahren noch reine Theorie, stehen Quantencomputer heute 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 Quantenära zu schützen. Doch was bedeutet das für den Mittelstand im DACH-Raum, der sich fortschreitend mit Cyberrisiken und vielschichtigen Schutzanforderungen konfrontiert sieht? Die Reaktion ist klar: Es ist Zeit, sich auf die kommende Quantenzeit vorzubereiten.
Quantencomputer, deren Rechenleistung die der gegenwärtigen IT-Systeme um ein Mehrfaches übertreffen, könnten bestehende Verschlüsselungsverfahren wie RSA oder ECC in kürzester Zeit kompromittieren. Für Betriebe bedeutet dies eine fundamentale Gefährdung ihrer sensiblen Daten und Systeme. Post-Quanten-Kryptografie bietet einen Ansatz zur Abhilfe, um diese Sicherheitslücken zu schließen und IT-Infrastrukturen langfristig abzusichern.
Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik schreibt: „Unter quantenresistenter Kryptografie versteht man kryptografische Verfahren, von denen angenommen wird, dass sie auch mit Hilfe eines Quantenrechners nicht zu brechen sind. Im Gegensatz zur Quantenkryptografie können diese Methoden auf klassischer Hardware implementiert werden.“ Was genau sich hinter dem Fachterminus verbirgt und wieso das Thema für mittelständische Unternehmen von Bedeutung ist, das erfahren Sie in diesem Blog-Artikel.
Die Wissenschaft hinter der Post-Quanten-Kryptografie
Quantenresistente Kryptografie beschreibt eine Reihe von Verschlüsselungsmethoden, die selbst den Angriffsvektoren leistungsstarker Quantencomputer gewachsen sind. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden basiert sie nicht auf mathematischen Herausforderungen wie der Faktorisierung großer Zahlen oder der Berechnung diskreter Logarithmen, die Quantencomputer schnell bewältigen könnten. Stattdessen setzen post-quantenkryptografische Algorithmen auf mathematische Probleme, die auch von Quantenprozessoren nicht effizient gelöst werden können, etwa Gitterprobleme oder isogenetische elliptische Kurven.
Die Forschung in diesem Fachgebiet hat bereits aussichtsreiche Normen entwickelt. Das „National Institute of Standards and Technology“ (kurz: NIST) in den USA organisiert aktuell eine Auswahlrunde zur Standardisierung von Post-Quanten-Algorithmen. Zu den aussichtsreichsten Vorschlägen gehören Verfahren wie CRYSTALS-Kyber oder Dilithium. Was alles technisch komplex klingt, bedeutet für KMU im deutschsprachigen Raum eigentlich nur eins: Wir bewegen uns entscheidend weiter in Richtung Zukunftssicherheit hinsichtlich unserer aller Cybersicherheit und entwickeln Richtlinien, auf Grundlage derer IT-Anbieter robuste Systeme bereitstellen können.
IT-Sicherheit unter Druck: Quantencomputer und Kryptografie
Quantencomputer arbeiten anders als die Computer, die wir heute nutzen: Statt Daten nur als 0 oder 1 (Binärwerte) zu codieren, 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 Rechenprozesse unglaublich viel schneller abwickeln als es Computer bisher leisten.
Das wird vor allem bei Verschlüsselung ein Risiko: Viele heutige Schutzmechanismen, wie das RSA-Verfahren, basieren darauf, dass es extrem lange dauert, große Zahlen in ihre Primfaktoren zu analysieren. Mit einem Quantenprozessor und einem speziellen Algorithmus namens Shors Algorithmus könnte das aber in viel kürzerer Dauer gelingen. Das bedeutet, dass auch moderne Kryptoverfahren wie Elliptic Curve Cryptography, die oft in der Datenübertragung verwendet werden, gefährdet wären.
Quantencomputer 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 neue Form der Verschlüsselung.
Vorteile und Herausforderungen der Post-Quanten-Kryptografie
Post-Quanten-Kryptografie bietet deutliche Pluspunkte: Sie steigert die Sicherheit gegenüber zukünftigen Bedrohungen und versetzt Betriebe in die Lage, ihre IT-Infrastrukturen langfristig zu schützen. Dennoch ist die Umstellung mit Komplikationen behaftet. Die Integration neuer Verschlüsselungsverfahren in bestehende Infrastrukturen kann komplex sein und bedarf einer sorgfältigen Planung.
Zudem sind nicht alle postquantenresistenten Verfahren gleich leistungsfähig. Einige erfordern mehr Rechenleistung oder Datenspeicher, als konventionelle Methoden, was die Performance mindern kann. Unternehmen sollten daher eine individuelle Risiko- und Kostenanalyse vornehmen, um die für sie optimal passenden Algorithmen auszuwählen.
Vorbereitung auf Quantencomputer: Ein Leitfaden
Unternehmen, die sich auf die Quanten-Zukunft einstellen wollen, sollten folgende Maßnahmen berücksichtigen:
- Bestandsaufnahme: Analysieren Sie, welche kryptografischen Verfahren in Ihrer IT-Infrastruktur eingesetzt werden und welche Sicherheitslücken vorliegen.
- Gefahrenanalyse: Bewerten Sie, welche Ihrer Informationen besonders kritisch sind und wie groß das Bedrohungspotenzial eines quantenbasierten Angriffs ist.
- Pilotprojekte: Erproben Sie die Einbindung post-quantenresistenter Verfahren in unbedenklichen Systemteilen, bevor Sie diese unternehmensweit einführen.
- Schulungen: Vergewissern Sie sich, dass Ihre IT-Teams über die notwendigen Kompetenzen verfügen, um die neuen Methoden einzusetzen und zu betreuen.
- Kontinuierliche Überprüfung: Halten Sie sich über die neuesten Fortschritte im Feld Post-Quanten-Kryptografie auf dem aktuellen Stand 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 von höchster Bedeutung, einen kompetenten Partner an ihrer Seite zu haben. Ein guter Experte hilft nicht nur, die passenden Sicherheitsstrategien zu konzipieren, sondern auch, proaktiv auf neue Bedrohungen zu reagieren und Systeme langfristig stabil zu machen.
Fazit: Handlungsbedarf für den Mittelstand
Die Quantenära ist keine abstrakte Zukunftsidee mehr, sondern eine konkrete Entwicklung, auf die Organisationen sich einstellen sollten. Post-Quanten-Kryptografie bietet kleinen und mittleren Unternehmen im deutschsprachigen Wirtschaftsraum die Chance, ihre Cybersicherheit nachhaltig zu stärken und sich gegen zukünftige Bedrohungen zu wappnen.
Wer jetzt aktiv wird, schützt nicht nur seine kritischen Informationen, sondern verschafft sich auch einen Wettbewerbsvorteil. Mit einer klaren Strategie, erfahrenen Fachkräften und der Bereitschaft, in die kommenden Technologien zu investieren, können Betriebe die Anforderungen der quantengetriebenen Zukunft bewältigen und ihre Position in einer zunehmend digitalen Welt stärken.
Sie möchten mehr über Post-Quanten-Kryptografie erfahren oder klären, wie Ihr Unternehmen sich optimal auf die Ära der Quantencomputer einstellen sollte? Kontaktieren Sie uns – wir helfen Ihnen kompetent mit unserer Fachkenntnis.
