Quantencomputer sind keine Zukunftsmusik mehr. Doch sind die entsprechenden Kryptosysteme denen überhaupt schon gewachsen? Lesen Sie in diesem Online-Beitrag, wie Post-Quanten-Kryptografie Firmen schon heute auf die Ära der Quantenmaschinen vorbereitet.
Vor einigen Jahren noch reine Theorie, stehen Quantencomputer mittlerweile 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 Risiken der quantentechnologischen Zukunft zu schützen (zur Studie: https://www.gartner.com/en/articles/post-quantum-cryptography). Doch was bedeutet das für den Mittelstand im DACH-Raum, der sich fortschreitend mit Cyberrisiken und komplexen Sicherheitsanforderungen konfrontiert sieht? Die Reaktion ist klar: Es ist Zeit, sich auf die kommende Quantenzeit vorzubereiten.
Quantencomputer, deren Rechenleistung die der heutigen IT-Systeme um ein Vielfaches übersteigen, könnten bestehende Kryptomethoden wie RSA oder ECC in kürzester Zeit kompromittieren. Für Unternehmen bedeutet dies eine ernsthafte Bedrohung ihrer sensiblen Daten und Infrastrukturen. Post-Quanten-Kryptografie bietet einen Ansatz zur Abhilfe, um diese Sicherheitslücken zu schließen und IT-Infrastrukturen langfristig abzusichern.
Das BSI schreibt: „Unter quantenresistenter Kryptografie versteht man kryptografische Verfahren, von denen angenommen wird, dass sie auch mit Hilfe eines Quantenrechners nicht zu brechen sind. Im Gegensatz zur quantenbasierten Kryptografie 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 Fachterminus verbirgt und wieso das Thema für Mittelständler von Bedeutung ist, das erfahren Sie in diesem Blog-Artikel.
Einführung in die Post-Quanten-Kryptografie
Post-Quanten-Kryptografie beschreibt eine Reihe von kryptografischen Verfahren, die selbst den Bedrohungsszenarien hochpotenter Quantenrechner standhalten können. Im Unterschied zu traditionellen Methoden basiert sie nicht auf mathematischen Herausforderungen wie der Faktorisierung großer Zahlen oder der Berechnung diskreter Logarithmen, die Quantencomputer schnell bewältigen könnten. Stattdessen setzen post-quantenkryptografische Algorithmen auf Rechenaufgaben, die auch von Quantenprozessoren nicht effizient verarbeitet werden können, etwa Gitterprobleme oder isogene elliptische Kurvenstrukturen.
Die Entwicklung in diesem Fachgebiet hat bereits vielversprechende Standards entwickelt. Das „National Institute of Standards and Technology“ (kurz: NIST) in den USA organisiert aktuell eine Auswahlrunde zur Normierung von Post-Quanten-Algorithmen. Zu den aussichtsreichsten Vorschlägen gehören Verfahren wie CRYSTALS-Kyber oder CRYSTALS-Dilithium. Was alles kompliziert klingt, bedeutet für KMUs im DACH-Raum eigentlich nur eins: Wir bewegen uns entscheidend weiter in Richtung Langzeit-IT-Schutz hinsichtlich unserer aller Cybersicherheit und etablieren Richtlinien, auf Basis derer IT-Dienstleister zuverlässige Lösungen erarbeiten können.
Warum Quantencomputer klassische Kryptografie bedrohen
Quantenrechner arbeiten anders als die Computer, die wir heute verwenden: Statt Informationen nur als 0 oder 1 (Binärwerte) zu speichern, arbeiten sie mit sogenannten quantentechnologischen Bits. Diese können gleichzeitig mehrere Zustände einnehmen – man nennt das Superposition – und sich auf besondere Weise miteinander vereinen. Dadurch können sie Rechenprozesse unglaublich viel schneller durchführen als es Computer bisher tun.
Das wird vor allem bei Verschlüsselung ein Risiko: Viele heutige Sicherheitsverfahren, wie das RSA-Verfahren, basieren darauf, dass es extrem lange dauert, große Werte in ihre Faktoren zu zerlegen. Mit einem Quantenprozessor und einem speziellen Verfahren namens Shors Algorithmus könnte das aber in viel kürzerer Zeit gelingen. Das bedeutet, dass auch moderne Verschlüsselungsmethoden wie ECC, die oft in der Datenübertragung verwendet werden, angreifbar wären.
Quantentechnologien machen daher unsere bisher etablierten Sicherheitsstrategien zunichte, weil die Verschlüsselung, auf der sie beruhen, binnen Sekunden entschlüsselt 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 versetzt Betriebe in die Lage, ihre technologischen Systeme langfristig zu schützen. Dennoch ist die Umstellung mit Herausforderungen verbunden. Die Integration neuer Algorithmen in bestehende Systeme kann komplex sein und erfordert einer sorgfältigen Planung.
Zudem sind nicht alle quantenresistenten Algorithmen gleich leistungsfähig. Einige erfordern mehr Prozessorressourcen oder Datenspeicher, als konventionelle Methoden, was die Performance beeinflussen kann. Organisationen sollten daher eine individuelle Abwägung von Aufwand und Gefahr vornehmen, um die für sie geeignetsten Kryptomethoden auszuwählen.
Post-Quanten-Kryptografie: Planung und Umsetzung
Unternehmen, die sich auf die Quanten-Zukunft vorbereiten möchten, sollten folgende Schritte in Betracht ziehen:
- Ist-Analyse: Analysieren Sie, welche kryptografischen Verfahren in Ihrer IT-Infrastruktur verwendet werden und welche Schwachstellen vorliegen.
- Risikobewertung: Ermitteln Sie, welche Ihrer Daten besonders kritisch sind und wie groß das Bedrohungspotenzial eines quantenbasierten Angriffs ist.
- Testläufe: Testen Sie die Einbindung post-quantenresistenter Verfahren in nicht-kritischen Bereichen, bevor Sie diese flächendeckend ausrollen.
- Weiterbildungen: Stellen Sie sicher, dass Ihre technischen Fachkräfte über die notwendigen Kompetenzen verfügen, um die neuen Verfahren einzusetzen und zu betreuen.
- Kontinuierliche Überprüfung: Bleiben Sie über die neuesten Fortschritte im Bereich Post-Quanten-Kryptografie auf dem Laufenden und justieren Sie Ihre Sicherheitsstrategie regelmäßig.
Angesichts der Risiken, 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 Partner hilft nicht nur, die passenden Sicherheitsstrategien zu konzipieren, sondern auch, proaktiv auf neue Gefahren zu antworten und Infrastrukturen zukunftssicher zu machen.
Fazit: Handlungsbedarf für den Mittelstand
Die Quantenära ist keine ferne Zukunftsvision mehr, sondern eine konkrete Entwicklung, auf die Unternehmen sich vorbereiten müssen. Post-Quanten-Kryptografie bietet Mittelständlern im DACH-Raum die Chance, ihre IT-Sicherheit nachhaltig zu stärken und sich gegen kommende Risiken zu schützen.
Wer jetzt aktiv wird, schützt nicht nur seine kritischen Informationen, sondern erlangt auch einen Wettbewerbsvorteil. Mit einer klaren Strategie, kompetenten Partnern und der Bereitschaft, in die kommenden Technologien zu investieren, können Unternehmen die Herausforderungen der Quantenära bewältigen und ihre Position in einer zunehmend technologisierten Umgebung stärken.
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