Quantencomputer sind keine ferne Vision mehr. Doch sind Ihre Verschlüsselungssysteme denen überhaupt schon gewachsen? Lesen Sie in diesem Blog-Artikel, wie quantenresistente Verschlüsselung Firmen schon heute auf die Zeit der Quantenmaschinen einstellt.
Vor einigen Jahren noch reine Hypothese, stehen Quantencomputer heute kurz davor, die IT-Welt 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 Quantenära abzusichern (zur Studie:). Doch was impliziert das für den Mittelstand im DACH-Raum, der sich fortschreitend mit digitalen Bedrohungen und komplexen Sicherheitsanforderungen konfrontiert sieht? Die Reaktion ist klar: Es ist Zeit, sich auf die Ära der Quantencomputer einzustellen.
Quantencomputer, deren Verarbeitungskraft die der heutigen IT-Systeme um ein Vielfaches übersteigen, könnten bestehende Kryptomethoden wie RSA oder ECC in kürzester Zeit knacken. Für Betriebe bedeutet dies eine fundamentale Gefährdung ihrer sensiblen Daten und Infrastrukturen. Post-Quanten-Kryptografie bietet einen Ansatz zur Abhilfe, um diese Schwachstellen zu eliminieren und IT-Infrastrukturen langfristig abzusichern.
Das BSI schreibt: „Unter Post-Quanten-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 Methoden auf klassischer Hardware implementiert werden.“ . Was genau sich hinter dem Begriff verbirgt und wieso das Thema für mittelständische Unternehmen von Bedeutung ist, das erfahren Sie in diesem Blog-Artikel.
Was ist Post-Quanten-Kryptografie?
Quantenresistente Kryptografie beschreibt eine Gruppe von Verschlüsselungsmethoden, die selbst den Angriffsvektoren hochpotenter Quantenrechner standhalten können. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden basiert sie nicht auf mathematischen Herausforderungen wie der Zerlegung großer Primzahlen oder der Berechnung diskreter Logarithmen, die Quantencomputer schnell lösen könnten. Stattdessen setzen post-quantenkryptografische Algorithmen auf Rechenaufgaben, die auch von Quantencomputern nicht effizient verarbeitet werden können, etwa Gitterprobleme oder isogene elliptische Kurvenstrukturen.
Die Forschung in diesem Bereich hat bereits vielversprechende Standards hervorgebracht. Das „National Institute of Standards and Technology“ (kurz: NIST) in den USA führt derzeit einen Wettbewerb zur Normierung von Post-Quanten-Algorithmen. Zu den vielversprechendsten Kandidaten gehören Algorithmen wie CRYSTALS-Kyber oder CRYSTALS-Dilithium. Was alles technisch komplex klingt, bedeutet für KMUs im deutschsprachigen Raum eigentlich nur eins: Wir bewegen uns entscheidend weiter in Richtung Zukunftssicherheit hinsichtlich unserer aller IT-Sicherheit und etablieren Richtlinien, auf Basis derer IT-Dienstleister robuste Systeme bereitstellen können.
Die Schwächen klassischer Verschlüsselung im Quantenzeitalter
Quantenrechner arbeiten anders als die Rechensysteme, die wir heute verwenden: Statt Informationen nur als 0 oder 1 (Bits) zu codieren, 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 Berechnungen unglaublich viel schneller abwickeln als es herkömmliche Systeme bisher leisten.
Das wird vor allem bei Kryptografie ein Risiko: Viele heutige Sicherheitsverfahren, wie das RSA-Verfahren, basieren darauf, dass es extrem lange dauert, große Werte in ihre Primfaktoren zu analysieren. Mit einem Quantencomputer und einem speziellen Verfahren namens Shors Algorithmus könnte das aber in viel kürzerer Zeit möglich sein. Das bedeutet, dass auch moderne Kryptoverfahren wie ECC, die oft in der Datenübertragung verwendet werden, gefährdet wären.
Quantencomputer machen daher unsere bisher etablierten Sicherheitsstrategien wirkungslos, weil die Verschlüsselung, auf der sie beruhen, binnen Millisekunden geknackt werden kann. Die Antwort: Post-Quanten-Kryptografie – eine neue Form der Verschlüsselung.
Herausforderungen bei der Implementierung von Post-Quanten-Lösungen
Post-Quanten-Kryptografie bietet klare Vorteile: Sie erhöht die Abwehrfähigkeit gegenüber zukünftigen Bedrohungen und versetzt Betriebe in die Lage, ihre technologischen Systeme langfristig zu schützen. Dennoch ist die Umstellung mit Komplikationen behaftet. Die Einbindung neuer Verschlüsselungsverfahren in bestehende Systeme kann aufwendig sein und erfordert einer sorgfältigen Planung.
Zudem sind nicht alle postquantenresistenten Verfahren gleich effizient. Einige erfordern mehr Prozessorressourcen oder Datenspeicher, als klassische Verfahren, was die Systemleistung beeinflussen kann. Unternehmen sollten daher eine individuelle Risiko- und Kostenanalyse vornehmen, um die für sie optimal passenden Kryptomethoden auszuwählen.
Post-Quanten-Kryptografie: Planung und Umsetzung
Unternehmen, die sich auf die Post-Quanten-Ära vorbereiten möchten, sollten folgende Schritte berücksichtigen:
1. Ist-Analyse: Untersuchen Sie, welche kryptografischen Verfahren in Ihrer IT-Infrastruktur verwendet werden und welche Sicherheitslücken vorliegen.
2. Risikobewertung: Bewerten Sie, welche Ihrer Daten besonders schützenswert sind und wie groß das Bedrohungspotenzial eines quantenbasierten Angriffs ist.
3. Testläufe: Erproben Sie die Einbindung post-quantenresistenter Verfahren in unbedenklichen Systemteilen, bevor Sie diese flächendeckend einführen.
4. Schulungen: Stellen Sie sicher, dass Ihre IT-Teams über die notwendigen Kenntnisse besitzen, um die neuen Verfahren einzusetzen und zu warten.
5. Laufende Evaluierung: Bleiben Sie über die neuesten Fortschritte im Bereich Post-Quanten-Kryptografie auf dem aktuellen Stand und justieren Sie Ihre Sicherheitsstrategie regelmäßig.
Angesichts der Herausforderungen, die quantenfähige Systeme für heutige Verschlüsselungstechnologien mit sich bringen, und der Komplexität des Themas, ist es für Unternehmen hierbei von höchster Bedeutung, einen kompetenten Partner an ihrer Seite zu haben. Ein guter Experte hilft nicht nur, die richtigen Schutzkonzepte zu konzipieren, sondern auch, frühzeitig auf neue Bedrohungen zu reagieren und Infrastrukturen langfristig stabil zu machen.
Fazit: Warum Mittelständler jetzt aktiv werden sollten
Die Zeit der Quantencomputer ist keine ferne Zukunftsvision mehr, sondern eine greifbare Realität, auf die Unternehmen sich vorbereiten müssen. Post-Quanten-Kryptografie bietet Mittelständlern im deutschsprachigen Wirtschaftsraum die Möglichkeit, ihre IT-Sicherheit nachhaltig zu stärken und sich gegen zukünftige Bedrohungen zu wappnen.
Wer jetzt aktiv wird, schützt nicht nur seine sensiblen Daten, sondern verschafft sich auch einen Wettbewerbsvorteil. Mit einer durchdachten Vorgehensweise, kompetenten Partnern und der Bereitschaft, in die kommenden Technologien zu investieren, können Betriebe die Anforderungen der Quantenära bewältigen und ihre Wettbewerbsfähigkeit in einer zunehmend technologisierten Umgebung stärken.
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