Algorithmen in einer Post-Quantum-Welt


Gefahren für die IT-Sicherheit die von Quantencomputern ausgehen
2019, das Quantum-Jahr? Das nicht, aber das Jahr um sich darauf vorzubereiten



Von Duncan Jones, Head of Research, Thales eSecurity

Die National Academies of Sciences, Engineering and Medicine veröffentlichte einen neuen Bericht, in dem sie Fortschritte und Perspektiven - oder deren Fehlen - rund um das Thema Quantencomputer - untersucht hat. Der Report skizziert verschiedene technische und finanzielle Probleme, die es zu überwinden gilt, bevor man einen funktionsfähigen Quantencomputer bauen kann. Selbst für Prognosen für die zeitliche Entwicklung der Technologie ist es nach Ansicht der Wissenschaftler noch zu früh. Auch wenn das für einige überraschend klingen mag: die Art der Fortschritte auf diesem Gebiet und das technologische Wachstum haben sich im Laufe der Jahre so dramatisch verändert, dass einige Experten davon ausgehen, dass wir möglicherweise nie eine groß angelegte Implementierung sehen werden.

Doch auch wenn es noch ein weiter Weg zu sein scheint, sollte man die Möglichkeit eines plötzlichen Durchbruchs nicht ausschließen. Eine umfassende Vorbereitung ist ebenso notwendig wie ein gutes Verständnis der Technologie. Letzteres ist der Schlüssel diese neueste wissenschaftliche Möglichkeit überhaupt zu nutzen. Wer als Unternehmen rechtzeitig in den Startlöchern stehen will, kommt nicht umhin 2019 in Post-Quantum zu investieren.

Neue Technologien = neue Risiken
Groß angelegte Anwendungen von Quantencomputing versprechen erhebliche Fortschritte. Und das in verschiedenen Bereichen. Bestimmte Probleme sind einfacher zu lösen, und es besteht die Chance Innovationen auf den Weg zu bringen. So erwägt beispielsweise die NASA, Quanteninformatik nicht nur zur Analyse der enormen Datenmengen einzusetzen, die sie über das Universum sammelt, sondern auch zur Erforschung sichererer Methoden der Raumfahrt.

Aber neue Technologien haben neue Risiken im Gepäck. Dazu gehören vor allem Gefahren für die IT-Sicherheit die von Quantencomputern ausgehen. Unsere Informationssysteme sind nur deshalb sicher, weil moderne Computer bestimmte mathematische Probleme nicht lösen können. Das ändert sich mit der Ankunft von Quantencomputern, und einige der bestehenden Verteidigungsstrategien werden nutzlos.

Im Gegensatz zu ihren klassischen Pendants werden Quantencomputer in der Lage sein solche mathematischen Probleme mit ungeheurer Geschwindigkeit zu lösen. Die Algorithmen, die wir heute für digitale Signaturen und den Schlüsselaustausch verwenden, werden nicht mehr ausreichend stark sein um Daten vertraulich zu halten, sobald ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer gebaut ist. Das bedeutet, dass kryptographische Kerntechnologien, auf die wir uns derzeit verlassen, wie RSA und elliptische Kurvenkryptographie, unsicher werden. Diese asymmetrischen Algorithmen bilden heute die Grundlage für die meisten Sicherheitssysteme, einschließlich Web Browsing und Finanztransaktionen.

Die Zeit nutzen
Niemand kann mit Bestimmtheit sagen wann ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer existieren wird. Also müssen alle Sicherheitssysteme vor diesem ungewissen Zeitpunkt mit Algorithmen aktualisiert werden, die stark genug sind, Angriffe abzuwehren, die entweder von klassischen Computern oder von Quantencomputern ausgehen.

Die Sicherheits-Community befindet noch immer darüber, welche Algorithmen in einer Post-Quantum-Welt eingesetzt werden sollen. Bis zur endgültigen Entscheidung sollten sich Unternehmen darauf konzentrieren "kryptoagil" zu sein oder zu werden. Das heißt, Produkte so zu entwerfen (oder zu rekonstruieren), dass sie problemlos zwischen verschiedenen Algorithmen wechseln können. Das gewährleistet ausreichend vorbereitete Systeme, wenn es nötig ist auf sicherere Technologien umzustellen.

Ich bin was die Zukunft der Post-Quantum-Kryptographie angeht optimistisch. Unternehmen sollten das auch sein. Und vor allem die verbleibende Zeit nutzen, um ihren Ansatz zu perfektionieren, die Technologie zukunftssicher zu machen und Best Practices für Computer der nächsten Generation einzuführen.
(Thales eSecurity: ra)

eingetragen: 24.02.19
Newsletterlauf: 08.04.19

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