Die Post-Quantum-Kryptografie befasst sich mit der Entwicklung kryptografischer Algorithmen, die gegen die enormen Rechenfähigkeiten von Quantencomputern resistent sind. Quantencomputer versprechen, viele der mathematischen Probleme zu lösen, auf denen die derzeitigen Verschlüsselungssysteme basieren, wie zum Beispiel die Faktorisierung großer Zahlen und das Diskrete-Logarithmus-Problem.

Heutige kryptografische Systeme, wie RSA oder ECC (Elliptic Curve Cryptography), verlassen sich auf die Schwierigkeit solcher Probleme. Ein leistungsfähiger Quantencomputer könnte jedoch den Shor-Algorithmus nutzen, um diese Probleme in polynomieller Zeit zu lösen. Dies würde die Grundlage für die meisten heute verwendeten Verschlüsselungssysteme untergraben und das Potenzial haben, die IT-Sicherheit weltweit zu gefährden.

Warum ist Post-Quantum-Kryptografie wichtig?

Da Quantencomputer in der Lage sind, gängige Verschlüsselungsverfahren zu brechen, müssen wir schon jetzt nach neuen Lösungen suchen, bevor diese Technologie weit verbreitet ist. Es ist entscheidend, dass Organisationen und IT-Sicherheitsdienstleister beginnen, sich auf eine post-quantenfähige Welt vorzubereiten. Die Entwicklung von Algorithmen, die den Rechenfähigkeiten von Quantencomputern widerstehen können, ist ein komplexer Prozess, der Zeit und Ressourcen erfordert.

Aktuelle Entwicklungen

Wissenschaftler und Kryptografen weltweit arbeiten intensiv an der Entwicklung sogenannter PQC (Post-Quantum Cryptography) Algorithmen. Diese neuen Algorithmen sollen die bestehenden kryptografischen Verfahren ersetzen und bieten Sicherheit gegen Angriffe von sowohl klassischen als auch Quantencomputern. Zu den vielversprechenden Ansätzen gehören Gitter-basierte Kryptografie, Hash-basierte Signaturen, mehrdimensionale Kryptografie und Code-basierte Verfahren.

Im Juli 2022 hat das National Institute of Standards and Technology (NIST) die ersten vier Post-Quantum-Kryptografie-Algorithmen ausgewählt, die standardisiert werden sollen. Diese Algorithmen bieten einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur Sicherheit in der Quanten-Ära.

Herausforderungen bei der Implementierung

Die Einführung von PQC-Algorithmen in bestehende IT-Infrastrukturen stellt eine große Herausforderung dar. Zum einen müssen diese Algorithmen sicher, effizient und skalierbar sein. Zum anderen muss die gesamte IT-Sicherheitslandschaft auf mögliche Umstellungen vorbereitet werden, von der Soft- bis zur Hardware. Insbesondere die Performance von post-quantenfähigen Verschlüsselungsverfahren ist häufig eine Sorge, da sie in vielen Fällen mehr Rechenressourcen benötigen als die heutigen Algorithmen.

Wie können Sie sich vorbereiten?

Auch wenn funktionsfähige Quantencomputer noch nicht in großem Maßstab existieren, sollten Unternehmen und IT-Verantwortliche bereits jetzt damit beginnen, ihre IT-Sicherheitsstrategien zu überprüfen und sich auf die kommenden Herausforderungen einzustellen. Die Umstellung auf PQC-fähige Algorithmen erfordert eine sorgfältige Planung und Integration in die bestehende Infrastruktur.