Quantenrechner sind keine Zukunftsmusik mehr. Doch sind Ihre Kryptosysteme denen überhaupt schon gewachsen? Lesen Sie in diesem Online-Beitrag, wie quantenresistente Verschlüsselung Firmen schon heute auf die Ära der Quantencomputer vorbereitet.

Vor einigen Jahren noch reine Hypothese, stehen Quantencomputer mittlerweile kurz davor, die IT-Welt grundlegend zu verändern. Laut einer Erhebung von Gartner wird erwartet, dass bis 2030 mindestens 20 Prozent der Unternehmen auf der ganzen Welt Post-Quanten-Kryptografie implementiert haben werden, um sich gegen die Gefahren der quantentechnologischen Zukunft abzusichern (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 fortschreitend mit Cyberrisiken und komplexen Sicherheitsanforderungen konfrontiert sieht? Die Antwort ist klar: Es ist Zeit, sich auf die Ära der Quantencomputer einzustellen.

Quantencomputer, deren Rechenleistung die der heutigen IT-Systeme um ein Vielfaches übertreffen, könnten bestehende Kryptomethoden wie RSA oder ECC in kürzester Zeit knacken. Für Unternehmen bedeutet dies eine fundamentale Gefährdung ihrer kritischen Informationen und Systeme. Post-Quanten-Kryptografie bietet einen Ansatz zur Abhilfe, um diese Schwachstellen zu schließen und IT-Infrastrukturen langfristig zu schützen.

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 Quantenkryptografie können diese Verfahren auf klassischer Hardware 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 Begriff verbirgt und wieso das Sachgebiet für mittelständische Unternehmen von Bedeutung ist, das erfahren Sie in diesem Beitrag.

Einführung in die Post-Quanten-Kryptografie

Quantenresistente Kryptografie beschreibt eine Reihe von kryptografischen Verfahren, die selbst den Angriffsvektoren hochpotenter Quantenrechner gewachsen sind. Im Unterschied zu traditionellen Methoden basiert sie nicht auf Problemen wie der Faktorisierung großer Zahlen oder der Berechnung diskreter Logarithmen, die Quantencomputer 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 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 Algorithmen wie CRYSTALS-Kyber oder Dilithium. Was alles technisch komplex klingt, bedeutet für mittelständische Unternehmen im DACH-Raum eigentlich nur eins: Wir machen bedeutende Schritte in Richtung Zukunftssicherheit hinsichtlich unserer aller Cybersicherheit und etablieren Standards, auf Grundlage derer IT-Anbieter zuverlässige Lösungen erarbeiten können.

Quantencomputer gegen klassische Verschlüsselung

Quantenrechner 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 dramatisch effizienter abwickeln als es Computer bisher tun.

Das wird vor allem bei Verschlüsselung ein Problem: Viele heutige Schutzmechanismen, wie das RSA-Verfahren, basieren darauf, dass es extrem lange dauert, große Werte in ihre Primfaktoren zu zerlegen. Mit einem Quantencomputer und einem speziellen Algorithmus namens Shors Algorithmus könnte das jedoch in viel kürzerer Zeit gelingen. Das bedeutet, dass auch moderne Verschlüsselungsmethoden wie ECC, die oft in der Datenübertragung verwendet werden, gefährdet wären.

Quantentechnologien machen daher unsere bisher etablierten Sicherheitsstrategien zunichte, weil die Kryptografie, auf der sie beruhen, binnen Millisekunden entschlüsselt 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 deutliche Pluspunkte: Sie erhöht die Abwehrfähigkeit gegenüber kommenden Gefahren und versetzt Betriebe in die Lage, ihre IT-Infrastrukturen langfristig zu sichern. Dennoch ist die Umstellung mit Herausforderungen verbunden. Die Einbindung neuer Verschlüsselungsverfahren in bestehende Systeme kann aufwendig sein und erfordert einer sorgfältigen Planung.

Zudem sind nicht alle quantenresistenten Algorithmen gleich leistungsfähig. Einige benötigen mehr Rechenleistung oder Datenspeicher, als konventionelle Methoden, was die Systemleistung mindern kann. Unternehmen sollten daher eine individuelle Abwägung von Aufwand und Gefahr durchführen, um die für sie optimal passenden Kryptomethoden auszuwählen.

Wie Unternehmen Post-Quanten-Kryptografie implementieren können

Unternehmen, die sich auf die Post-Quanten-Ära vorbereiten möchten, sollten folgende Schritte berücksichtigen:

1. Ist-Analyse: Analysieren Sie, welche Verschlüsselungstechniken in Ihrer technologischen Umgebung verwendet werden und welche Sicherheitslücken vorliegen.

2. Risikobewertung: Ermitteln Sie, welche Ihrer Informationen besonders kritisch sind und wie groß das Risiko eines Angriffs durch Quantencomputer ist.

3. Pilotprojekte: Erproben Sie die Integration post-quantenresistenter Algorithmen in nicht-kritischen Bereichen, bevor Sie diese unternehmensweit ausrollen.

4. Schulungen: Stellen Sie sicher, dass Ihre IT-Teams über die notwendigen Kompetenzen verfügen, um die neuen Methoden zu implementieren und zu warten.

5. Laufende Evaluierung: Bleiben Sie über die neuesten Entwicklungen im Bereich post-quantenresistenter Kryptografie auf dem aktuellen Stand und passen Sie Ihre Strategie entsprechend an.

Angesichts der Herausforderungen, die quantenfähige Systeme für heutige Kryptosysteme mit sich bringen, und der technischen Tiefe, ist es für Unternehmen hierbei wichtiger denn je, einen kompetenten Partner an ihrer Seite zu haben. Ein guter Experte hilft nicht nur, die passenden Sicherheitsstrategien zu entwickeln, sondern auch, proaktiv auf neue Gefahren zu antworten und Systeme zukunftssicher zu machen.

Handeln, bevor es zu spät ist: Post-Quanten-Kryptografie

Die Zeit der Quantencomputer ist keine abstrakte Zukunftsidee mehr, sondern eine greifbare Realität, auf die Organisationen sich vorbereiten müssen. Post-Quanten-Kryptografie bietet kleinen und mittleren Unternehmen im deutschsprachigen Wirtschaftsraum die Chance, ihre Cybersicherheit nachhaltig zu stärken und sich gegen kommende Risiken zu wappnen.

Wer jetzt handelt, sichert nicht nur seine kritischen Informationen, sondern erlangt auch einen Wettbewerbsvorteil. Mit einer klaren Strategie, erfahrenen Fachkräften und der Bereitschaft, in die kommenden Technologien zu investieren, können Betriebe die Herausforderungen der quantengetriebenen Zukunft bewältigen und ihre Wettbewerbsfähigkeit in einer zunehmend digitalen Welt ausbauen.