Vor einigen Jahren noch reine Hypothese, stehen Quantencomputer heute kurz davor, die digitale Infrastruktur grundlegend zu verändern. Laut einer Erhebung von Gartner wird erwartet, dass bis 2030 mindestens 20 Prozent der Unternehmen weltweit Post-Quanten-Kryptografie implementiert haben werden, um sich gegen die Gefahren der Quantenära zu schützen (zur Studie: https://www.gartner.com). Doch was impliziert das für den Mittelstand im DACH-Raum, der sich zunehmend mit Cyberrisiken und vielschichtigen Schutzanforderungen konfrontiert sieht? Die Antwort ist klar: Es ist Zeit, sich auf die kommende Quantenzeit einzustellen.
Quantencomputer, deren Verarbeitungskraft die der gegenwärtigen IT-Systeme um ein Vielfaches übersteigen, könnten bestehende Verschlüsselungsverfahren wie RSA oder ECC in kürzester Zeit kompromittieren. Für Betriebe bedeutet dies eine ernsthafte Bedrohung ihrer kritischen Informationen und Infrastrukturen. Post-Quanten-Kryptografie bietet einen Ansatz zur Abhilfe, um diese Schwachstellen zu schließen und IT-Infrastrukturen langfristig zu schützen.
Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik schreibt: „Unter quantenresistenter Kryptografie versteht man Verschlüsselungsmethoden, von denen angenommen wird, dass sie auch mit Hilfe eines Quantenrechners nicht zu kompromittieren sind. Im Gegensatz zur quantenbasierten Kryptografie können diese Verfahren auf klassischer Hardware implementiert werden.“ (Quelle: https://www.bsi.bund.de). Was genau sich hinter dem Begriff verbirgt und wieso das Thema für Mittelständler von Bedeutung ist, das erfahren Sie in diesem Beitrag.
Was ist Post-Quanten-Kryptografie?
Post-Quanten-Kryptografie beschreibt eine Reihe von Verschlüsselungsmethoden, die selbst den Angriffsvektoren hochpotenter Quantenrechner standhalten können. Im Gegensatz zu klassischen Verfahren basiert sie nicht auf mathematischen Herausforderungen wie der Zerlegung großer Primzahlen oder der Ermittlung diskreter Logarithmen, die quantenbasierte Systeme leicht bewältigen könnten. Stattdessen setzen quantenresistente Protokolle auf Rechenaufgaben, die auch von Quantencomputern nicht effizient verarbeitet werden können, etwa Gitterprobleme oder isogene elliptische Kurvenstrukturen.
Die Forschung in diesem Bereich hat bereits aussichtsreiche Normen hervorgebracht. Das „National Institute of Standards and Technology“ (kurz: NIST) in den USA führt derzeit einen Wettbewerb zur Normierung von quantenresistenten Verfahren. Zu den vielversprechendsten Kandidaten gehören Verfahren wie CRYSTALS-Kyber oder CRYSTALS-Dilithium. Was alles kompliziert klingt, bedeutet für mittelständische Unternehmen im deutschsprachigen Raum eigentlich nur eins: Wir machen bedeutende Schritte in Richtung Zukunftssicherheit hinsichtlich unserer aller IT-Sicherheit und etablieren Standards, auf Grundlage derer IT-Dienstleister robuste Systeme erarbeiten können.
Warum Quantencomputer klassische Kryptografie bedrohen
Quantenrechner arbeiten anders als die Rechensysteme, die wir heute verwenden: 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 durchführen als es Computer bisher leisten.
Das wird vor allem bei Verschlüsselung ein Problem: Viele heutige Schutzmechanismen, wie RSA, basieren darauf, dass es rechnerisch aufwendig ist, große Zahlen in ihre Faktoren zu analysieren. Mit einem Quantenprozessor und einem speziellen Algorithmus namens Shors Algorithmus könnte das jedoch in viel kürzerer Zeit möglich sein. Das bedeutet, dass auch moderne Kryptoverfahren wie ECC, die oft in der Datenübertragung verwendet werden, gefährdet wären.
Quantentechnologien machen daher unsere bisher etablierten Sicherheitsstrategien wirkungslos, weil die Kryptografie, auf der sie beruhen, binnen Sekunden geknackt werden kann. Die Antwort: Post-Quanten-Kryptografie – eine neue Form der Verschlüsselung.
Chancen durch Post-Quanten-Kryptografie nutzen – und Risiken minimieren
Post-Quanten-Kryptografie bietet klare Vorteile: Sie steigert die Abwehrfähigkeit gegenüber zukünftigen Bedrohungen und ermöglicht Unternehmen, ihre technologischen Systeme langfristig zu sichern. Dennoch ist die Migration mit Herausforderungen behaftet. Die Einbindung neuer Verschlüsselungsverfahren in bestehende Systeme kann aufwendig sein und erfordert einer sorgfältigen Planung.
Zudem sind nicht alle quantenresistenten Algorithmen gleich effizient. Einige erfordern mehr Prozessorressourcen oder Speicherplatz, als klassische Verfahren, was die Systemleistung mindern kann. Unternehmen sollten daher eine individuelle Risiko- und Kostenanalyse durchführen, um die für sie geeignetsten Kryptomethoden auszuwählen.
Post-Quanten-Kryptografie: Planung und Umsetzung
Organisationen, die sich auf die Quanten-Zukunft vorbereiten möchten, sollten folgende Schritte berücksichtigen:
1. Ist-Analyse: Untersuchen Sie, welche kryptografischen Verfahren in Ihrer technologischen Umgebung eingesetzt werden und welche Sicherheitslücken existieren.
2. Gefahrenanalyse: Ermitteln Sie, welche Ihrer Daten besonders kritisch sind und wie groß das Bedrohungspotenzial eines Angriffs durch Quantencomputer ist.
3. Pilotprojekte: Erproben Sie die Einbindung post-quantenresistenter Verfahren in unbedenklichen Systemteilen, bevor Sie diese flächendeckend ausrollen.
4. Weiterbildungen: Stellen Sie sicher, dass Ihre technischen Fachkräfte über die notwendigen Kompetenzen verfügen, um die neuen Verfahren einzusetzen und zu betreuen.
5. Laufende Evaluierung: Bleiben Sie über die neuesten Fortschritte im Bereich post-quantenresistenter Kryptografie auf dem Laufenden und passen Sie Ihre Strategie entsprechend an.
Angesichts der Risiken, die quantenfähige Systeme für heutige Verschlüsselungstechnologien mit sich bringen, und der technischen Tiefe, ist es für Betriebe hierbei von höchster Bedeutung, einen erfahrenen Dienstleister an ihrer Seite zu haben. Ein guter Experte hilft nicht nur, die passenden Sicherheitsstrategien zu entwickeln, sondern auch, proaktiv auf neue Bedrohungen zu antworten und Infrastrukturen langfristig stabil zu machen.
Fazit: Handlungsbedarf für den Mittelstand
Die Quantenära ist keine ferne Zukunftsvision mehr, sondern eine greifbare Realität, auf die Unternehmen sich einstellen sollten. Post-Quanten-Kryptografie bietet Mittelständlern im deutschsprachigen Wirtschaftsraum die Chance, ihre Cybersicherheit nachhaltig zu stärken und sich gegen zukünftige Bedrohungen zu schützen.
Wer jetzt handelt, sichert nicht nur seine kritischen Informationen, sondern verschafft sich auch einen strategischen Vorsprung. Mit einer durchdachten Vorgehensweise, erfahrenen Fachkräften und der Entschlossenheit, in die kommenden Technologien zu investieren, können Betriebe die Herausforderungen der Quantenära bewältigen und ihre Position in einer zunehmend digitalen Welt stärken.
Sie möchten mehr über Post-Quanten-Kryptografie wissen oder herausfinden, wie Ihr Unternehmen sich optimal auf die Quantenzeit einstellen sollte? Nehmen Sie gerne Kontakt auf – wir helfen Ihnen kompetent mit unserer Expertise.
