Zusammenfassung

Quantencomputer könnten künftig viele heute eingesetzte Verschlüsselungsverfahren gefährden. Tags: #Kryptografie | #Quantencomputer

Im Detail

Quantencomputer könnten künftig viele heute eingesetzte Verschlüsselungsverfahren gefährden.

Giesecke+Devrient (G+D) sieht deshalb bereits heute Handlungsbedarf: Unternehmen und Betreiber kritischer Infrastrukturen sollten die Umstellung auf Post-Quantum Cryptography vorbereiten, bevor leistungsfähige Quantencomputer tatsächlich verfügbar sind.

Vom Zukunftsszenario zur konkreten Sicherheitsaufgabe

Quantencomputer versprechen enorme Fortschritte bei komplexen Berechnungen. Potenzielle Einsatzfelder reichen von der Medizin und Materialforschung über Logistik bis hin zu neuen Anwendungen im Bereich künstlicher Intelligenz.

Die technologische Entwicklung bringt jedoch eine zweite Seite mit sich. Verfahren, die heute zur Absicherung digitaler Kommunikation und Transaktionen eingesetzt werden, könnten durch ausreichend leistungsfähige Quantencomputer angreifbar werden. Betroffen wären unter anderem Zahlungssysteme, digitale Identitäten, Mobilfunknetze, IoT-Infrastrukturen und staatliche Systeme.

Ein erfolgreicher Angriff könnte weitreichende Folgen haben: Vertrauliche Kommunikation ließe sich entschlüsseln, digitale Identitäten könnten kompromittiert und Transaktionen manipuliert werden.

Warum die Zeit für die Vorbereitung knapp wird

Nach Einschätzung von G+D sprechen mehrere Entwicklungen dafür, das Thema nicht länger als langfristige Forschungsaufgabe zu betrachten.

Zum einen zeigen neue wissenschaftliche Arbeiten, dass für bestimmte Angriffe möglicherweise weniger leistungsfähige Quantencomputer erforderlich sein könnten als bisher angenommen. Gleichzeitig fließen weltweit erhebliche Investitionen in die Entwicklung entsprechender Technologien. Laut McKinsey haben sich die globalen Investitionen in Quantencomputing innerhalb eines Jahres versechsfacht.

Auch die großen Technologiekonzerne beschleunigen ihre Planungen. Google und Cloudflare haben beispielsweise eigene Zeitpläne für die Migration auf Post-Quantum Cryptography formuliert und streben eine Umstellung bis 2029 an.

Hinzu kommen Vorgaben und Empfehlungen staatlicher Stellen. Die Europäische Union veröffentlichte im Juni 2024 eine koordinierte Roadmap für die Migration. Für besonders kritische Anwendungsfälle soll demnach spätestens bis Ende 2030 auf quantensichere Verfahren umgestellt werden.

Parallel dazu arbeiten internationale Standardisierungsorganisationen wie GSMA, 3GPP, ICAO und IETF daran, bestehende Standards und Protokolle für die Nutzung von Post-Quantum-Kryptografie weiterzuentwickeln.

Verschlüsselte Daten könnten schon heute zum Ziel werden

Eine besondere Gefahr entsteht durch sogenannte „Harvest now, decrypt later“-Angriffe. Dabei sammeln Angreifer bereits heute verschlüsselte Informationen und speichern sie für einen späteren Zeitpunkt. Sobald leistungsfähige Quantencomputer verfügbar sind, könnten diese Daten möglicherweise entschlüsselt werden.

Das macht insbesondere Informationen mit langer Schutzdauer relevant. Daten, die auch in zehn oder zwanzig Jahren noch vertraulich sein müssen, können nicht erst dann abgesichert werden, wenn Quantencomputer bereits ausreichend leistungsfähig sind.

Migration lässt sich nicht über Nacht umsetzen

Die Umstellung auf Post-Quantum-Kryptografie betrifft nicht nur einzelne Verschlüsselungsalgorithmen. Kryptografie steckt tief in Anwendungen, Netzwerken, Identitätssystemen und digitalen Infrastrukturen.

Unternehmen müssen deshalb zunächst erfassen, welche kryptografischen Verfahren eingesetzt werden, wo besonders schützenswerte Daten verarbeitet werden und welche Systeme eine lange Lebensdauer haben. Anschließend kann die Migration schrittweise erfolgen.

Dabei bietet sich eine risikobasierte Priorisierung an. Besonders kritische Systeme sollten zuerst umgestellt werden. Dazu gehören beispielsweise digitale Ausweisdokumente, bei denen Signaturen langfristig die Integrität und Authentizität gespeicherter Informationen gewährleisten müssen.

Auch Mobilfunk- und eSIM-Infrastrukturen gehören zu den Bereichen, die frühzeitig berücksichtigt werden sollten. Beim eSIM-Management muss unter anderem der Prozess abgesichert werden, über den Profile auf Endgeräte übertragen und installiert werden.

Standards für kritische Systeme entstehen bereits

Die Priorisierung besonders schutzbedürftiger Anwendungen zeigt sich auch bei internationalen Standardisierungsprojekten. Organisationen wie ICAO arbeiten an Lösungen für digitale Ausweisdokumente, während GSMA und 3GPP die Anforderungen für Mobilfunk und eSIM berücksichtigen.

Damit entsteht schrittweise die Grundlage dafür, Post-Quantum-Kryptografie in bestehende digitale Ökosysteme zu integrieren. Entscheidend ist dabei nicht nur die Sicherheit einzelner Systeme, sondern auch deren Zusammenspiel und Interoperabilität.

Sicherheitsstrategie braucht einen langfristigen Fahrplan

Für Unternehmen bedeutet die Entwicklung, dass eine Migration nicht erst mit dem ersten funktionsfähigen Quantencomputer beginnen sollte. Vielmehr geht es darum, Abhängigkeiten frühzeitig zu erkennen und Systeme so zu planen, dass kryptografische Verfahren künftig ausgetauscht werden können.

G+D arbeitet nach eigenen Angaben bereits an entsprechenden Lösungen. Gabriel von Mitschke-Collande, Chief Digital Officer, betont die Bedeutung eines koordinierten Vorgehens: „Die Entwicklung hin zu einer quantensicheren Zukunft erfordert ein frühzeitiges und koordiniertes Handeln in der gesamten Branche.“

Als Beispiel nennt das Unternehmen eine gemeinsam mit der Bundesdruckerei umgesetzte Machbarkeitsstudie für einen Personalausweis, der klassische und Post-Quantum-Kryptografie kombiniert. Damit soll gezeigt werden, wie sich quantensichere Verfahren bereits heute in bestehende Systeme integrieren lassen.

Die Vorbereitung hat bereits begonnen

Das Quantenzeitalter ist damit längst nicht mehr ausschließlich eine Frage zukünftiger Rechenleistung. Für Unternehmen wird entscheidend sein, wie früh sie ihre kryptografischen Abhängigkeiten erkennen und die Migration planen.

Wer erst reagiert, wenn Quantencomputer bestehende Verfahren tatsächlich brechen können, könnte bereits zu spät sein. Besonders bei langlebigen Daten, kritischen Infrastrukturen und komplexen digitalen Ökosystemen erfordert die Umstellung Jahre. Post-Quantum-Kryptografie wird damit zunehmend zu einer aktuellen Aufgabe der Cybersicherheitsstrategie.

(red/Giesecke+Devrient (G+D))

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