2025 ist das Quantenjahr, nicht nur weil sich 1925 die bahnbrechenden Arbeiten von Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger und anderen Pionieren formten, die unser Verständnis der Quantenmechanik bis heute prägen. Auch im Hier und Jetzt bahnt sich eine Revolution an: Im Bereich der IT-Sicherheit steht eine tektonische Verschiebung bevor, getrieben durch den technologischen Fortschritt bei Quantencomputern.
Was sind Quantencomputer und warum bedrohen sie heutige Verschlüsselung?
Quantencomputer sind nicht einfach nur schnellere Versionen klassischer Rechner. Sie basieren auf vollkommen anderen physikalischen Prinzipien: Superposition, Verschränkung und Quanteninterferenz ermöglichen Rechenmethoden, die für bestimmte Aufgaben exponentielle Vorteile bieten. Das klingt zunächst nach Zukunftsmusik, für viele Problemfelder ist es das auch noch, aber gerade in der Kryptographie ist die Auswirkung bereits absehbar.
Der Grund: Viele heute genutzte Sicherheitsverfahren wie RSA, Elliptic Curve Cryptography (ECC) oder Diffie-Hellman beruhen auf mathematischen Problemen, die für klassische Computer extrem schwer zu lösen sind, etwa das Faktorisieren großer Zahlen. Ein hinreichend leistungsfähiger Quantencomputer könnte diese Aufgaben mithilfe des Shor-Algorithmus jedoch in praktikabler Zeit bewältigen. Das würde bedeuten: Ein Großteil unserer aktuellen digitalen Sicherheitsinfrastruktur wäre mit einem Schlag obsolet.
Post-Quanten-Kryptographie: Die Antwort auf die Quantenbedrohung
Hier kommt die quantensichere Kryptographie ins Spiel, auch als Post-Quanten-Kryptographie (PQC) bekannt. Statt sich auf Faktorisierungen oder diskrete Logarithmen zu stützen, basieren diese Verfahren auf mathematischen Problemen, die auch für Quantencomputer schwer zu knacken sind, zum Beispiel Gitterprobleme, Hash-basierte Signaturen oder Code-basierte Kryptosysteme.
Das US-amerikanische NIST (National Institute of Standards and Technology) hat bereits mehrere Kandidaten ausgewählt, darunter CRYSTALS-Kyber für Verschlüsselung und CRYSTALS-Dilithium für digitale Signaturen. Diese Verfahren gelten als aussichtsreiche Standards für die Zukunft.
„Harvest now, decrypt later“: Warum Eile geboten ist
Selbst wenn ein „großer“ Quantencomputer, der heutige Verschlüsselung knacken kann, erst in zehn oder fünfzehn Jahren existiert, droht schon heute das Szenario „Harvest now, decrypt later“: Angreifer, etwa Geheimdienste, könnten schon jetzt verschlüsselte Daten abfangen und speichern, um sie später, sobald Quantenrechner verfügbar sind, zu entschlüsseln. Das ist besonders kritisch für Daten, die langfristig vertraulich bleiben müssen, von staatlichen Geheimdokumenten über Finanzinformationen bis hin zu medizinischen Patientenakten.
Der Weg zur Krypto-Agilität
Die Umstellung auf quantensichere Verfahren ist kein einfacher Schalter, den man umlegt. Unternehmen und Institutionen müssen ihre Krypto-Agilität verbessern, also Systeme so gestalten, dass kryptographische Komponenten ohne tiefgreifende Eingriffe ausgetauscht werden können. Hybride Verfahren, die klassische und Post-Quanten-Algorithmen kombinieren, gelten aktuell als sinnvolle Übergangslösung.
Bestandsaufnahme der Kryptographie
Alle im Einsatz befindlichen kryptographischen Verfahren und Zertifikate identifizieren und dokumentieren.
Krypto-Agilität schaffen
Systeme so gestalten, dass Algorithmen später ohne größere Eingriffe ausgetauscht werden können.
Hybride Verfahren einsetzen
Klassische und Post-Quanten-Algorithmen kombinieren, um die Übergangsphase sicher zu gestalten.
Zusammen mit Partnern aus 17 europäischen Staaten hat das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) im November 2024 eine gemeinsame Erklärung zum Thema Post-Quanten-Kryptografie veröffentlicht. Darin fordern sie von Wirtschaft, Betreibern Kritischer Infrastruktur sowie öffentlicher Verwaltung, den Übergang zu Post-Quanten-Kryptografie einzuleiten, und beschreiben die notwendigen Schritte dafür. Weitere Informationen finden sich auf der Website des BSI sowie unter quantum2025.de.
Mint Secure GmbH
Wie Mint Secure euch dabei unterstützt
Wir unterstützen bei der Anpassung an die neue Wirklichkeit und beim Einsatz von quantensicherer Kryptographie in Produkten und Enterprise-Umgebungen.
Kryptographie-Audit
Wir identifizieren, welche kryptographischen Verfahren in euren Systemen im Einsatz sind und wo Handlungsbedarf besteht.
PQC-Migrationsberatung
Wir begleiten euch bei der schrittweisen Umstellung auf Post-Quanten-Kryptographie und hybride Verfahren.
Security Audit
Wir prüfen kritische Systeme ganzheitlich auf Schwachstellen, auch mit Blick auf zukünftige Bedrohungen.
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Fazit
Das Quantenjahr 2025 ist ein Wendepunkt: Ein Jahrhundert nach der Geburtsstunde der Quantenmechanik erleben wir, wie ihre Prinzipien nicht nur die Forschung, sondern auch die globale IT-Sicherheitsarchitektur tiefgreifend verändern.
Wer jetzt handelt, kann die eigene digitale Zukunft schützen, wer wartet, riskiert, dass die Uhr schneller tickt als gedacht.
Mint Secure unterstützt euch vollumfänglich bei der Anpassung an quantensichere Kryptographie. Sprecht uns an.
