Leseproben
Malte Pollmann Utimaco

Der RSA-Schlüssel mit 2 048 Bit wird nach Einschätzung von IBM „erst“ im Jahr 2026 gebrochen werden können. Doch was ist mit der Verschlüsselung von Systemen und Produkten, die zehn Jahre oder länger in Gebrauch sind?

Quantencomputer verfügen über genügend Rechenleistung, um komplexe Verschlüsselungsverfahren auszuhebeln. Die gute Nachricht: Bewährte Verschlüsselungslösungen wie Hardwaresicherheitsmodule (HSM) sind schon heute verfügbar und lassen sich für das Postquantenzeitalter rüsten. Mit dem richtigen Know-how stehen Unternehmen und öffentliche Auftraggeber Cyberangriffen mit Quantencomputern nicht schutzlos gegenüber. Es ist allerdings höchste Zeit, die IT-Sicherheitsstrategie anzupassen.

Quantencomputer können Aufgaben mit unzähligen Kombinationsmöglichkeiten etwa 100- bis 1 000-mal schneller berechnen als konventionelle Supercomputer (Kasten). Davon profitieren beispielsweise Banken. Mithilfe so genannter Monte-Carlo-Simulationen, Verfahren mit einer sehr großen Zahl gleichartiger Zufallsexperimente, können sie ihren aktuellen Finanzstatus ermitteln. Quantenrechner eröffnen zudem völlig neue Möglichkeiten bei Problemstellungen, die eine große Zahl von Kombinationen und möglichen Lösungswegen aufweisen. Dazu zählen die Optimierung von Versorgungsnetzen in der Strom- und Wasserversorgung, die Simulation des Faltvorgangs bei Proteinen, die Bildanalyse und Objekterkennung sowie der gesamte Bereich maschinellen Lernens.

Quantencomputer werden bereits in unterschiedlichen Einsatzfeldern erprobt (Abb. 1). Die Volkswagen AG nutzt die Technologie beispielsweise dazu, um neue Ansätze für die Verkehrssteuerung zu entwickeln. Das Ziel ist, die Bildung von Verkehrsstaus in Großstädten wie Peking zu verhindern, bevor sie überhaupt entstehen. Normale Rechner wären mit der Vielzahl der anfallenden Rechenoperationen überfordert. Wegen der großen Menge von Autos, die man auf unzählige alternative Punkte verteilen muss, komme es schnell zu einer kombinatorischen Explosion. Diese würde klassische Computer überfordern, selbst mit der Cloud dahinter, so ein Forscher von Volkswagen. Daher setzt Volkswagen im Rahmen des Projekts einen Quantencomputer von D-Wave Systems ein (Abb. 2).

Abb. 1: Quantencomputer von IBM

Abb. 1: Quantencomputer von IBM

Einsatzfeld Cyberkriminalität

Leider lassen sich Quantencomputer auch für weniger hehre Ziele nutzen. Cyberkriminelle wittern hier ihre Chance: Mit den hochleistungsfähigen Rechnern können sie kryptografische Schlüssel knacken. Gefährdet sind in erster Linie asymmetrische Kryptosysteme (Public-Key-Systeme). Dazu zählt der weit verbreitete RSA-Algorithmus.

Abb. 2: Das kanadische Unternehmen D-Wave zählt zu den ersten Anbietern, die praxistaugliche Quantenrechner vorgestellt haben (Quelle: D-Wave)

Abb. 2: Das kanadische Unternehmen D-Wave zählt zu den ersten Anbietern, die praxistaugliche Quantenrechner vorgestellt haben (Quelle: D-Wave)

Eine Reihe Risikofaktoren zeichnen sich schon ab. Quantensysteme werden verstärkt in Unternehmensrechenzentren, Forschungseinrichtungen und Behörden zum Einsatz kommen. Diese lassen sich nicht mit 100-prozentiger Sicherheit vor dem Zugriff Unbefugter schützen. Insider könnten solche Systeme für nicht autorisierte Aktivitäten verwenden. Unternehmen und staatliche Einrichtungen müssen sich darauf einstellen, dass ausländische Geheimdienste Quantenrechner einsetzen, um an verwertbare Informationen zu kommen. Derzeit treiben vor allem Forscher in den USA, China und Russland die Entwicklung solcher Computer voran. Die Geheimdienste aller drei Länder haben sich in den vergangenen Jahren als besonders aktive Datensammler betätigt, vorzugsweise in westlichen Industriestaaten. Dies bestätigt der Jahresbericht des Bundesamts für Verfassungsschutz für 2016.

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Business Technology 1.18 - "Mit Sicherheit sicher?"

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579830287Datenverschlüsselung im Postquantenzeitalter
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