Quantencomputer: Bedrohung für die Kryptographie?

LONDON (IT BOLTWISE) – Die Entwicklung von Quantencomputern könnte die Kryptographie, wie wir sie kennen, grundlegend verändern. Während einige Experten eine baldige Bedrohung sehen, bleibt die Zukunft dieser Technologie ungewiss.

Die Vorstellung, dass Quantencomputer in der Lage sein könnten, kryptographische Codes zu knacken und damit eine globale Sicherheitskrise auszulösen, hat in den letzten Jahren an Aufmerksamkeit gewonnen. Berichte, die darauf hinweisen, dass es 20-mal einfacher sein könnte, solche Codes zu knacken als bisher angenommen, tragen zur Besorgnis bei. Kryptographie ist das Rückgrat der Sicherheit im Cyberspace, von WLAN über Bankgeschäfte bis hin zu digitalen Währungen wie Bitcoin.

Frühere Schätzungen gingen davon aus, dass ein Quantencomputer mit 20 Millionen Qubits acht Stunden benötigen würde, um den weit verbreiteten RSA-Algorithmus zu knacken. Neue Berechnungen legen jedoch nahe, dass dies mit nur einer Million Qubits möglich sein könnte. Diese Schwächung der Kryptographie durch Quantencomputer würde eine ernsthafte Bedrohung für unsere alltägliche Cybersicherheit darstellen.

Obwohl Quantencomputer bereits existieren, sind sie in ihren Fähigkeiten stark eingeschränkt. Es gibt keine einheitliche Vorstellung von einem Quantencomputer, da verschiedene Ansätze zu ihrer Entwicklung verfolgt werden. Bevor einer dieser Ansätze nützlich wird, müssen erhebliche technologische Hürden überwunden werden. Dennoch wird viel Geld investiert, sodass in den kommenden Jahren mit bedeutenden technologischen Fortschritten zu rechnen ist.

Für die am häufigsten eingesetzten kryptographischen Werkzeuge wird Quantencomputing wenig Einfluss haben. Symmetrische Kryptographie, die den Großteil unserer Daten heute verschlüsselt, kann leicht gestärkt werden, um gegen Quantencomputer zu schützen. Quantencomputing könnte jedoch einen größeren Einfluss auf die Public-Key-Kryptographie haben, die zur Einrichtung sicherer Verbindungen im Internet verwendet wird.

Wenn jemals ein ausreichend leistungsfähiger und zuverlässiger Quantencomputer existiert, könnten Prozesse, die derzeit nur theoretisch sind, in der Lage sein, diese Public-Key-Kryptographiewerkzeuge zu brechen. RSA-Algorithmen sind potenziell anfälliger aufgrund der Mathematik, die sie verwenden, obwohl auch Alternativen gefährdet sein könnten.

Was bleibt, ist die Unsicherheit über das Ziel und die Zeitpläne der Quantencomputerentwicklung. Expertenmeinungen sind stark geteilt, wann ernsthafte Quantencomputer zu erwarten sind. Eine Minderheit glaubt an einen bevorstehenden Durchbruch, während eine ebenso bedeutende Minderheit denkt, dass dies nie passieren wird. Die meisten Experten halten es für eine zukünftige Möglichkeit, aber die Prognosen reichen von zehn bis zwanzig Jahren bis weit darüber hinaus.

Die gute Nachricht ist, dass die meisten der harten Überlegungen bereits angestellt wurden. 2016 startete das US National Institute for Standards and Technology (NIST) einen internationalen Wettbewerb zur Entwicklung neuer post-quanten-kryptographischer Werkzeuge, die als sicher gegen Quantencomputer gelten. 2024 veröffentlichte NIST einen ersten Satz von Standards, der einen post-quanten-Schlüsselaustauschmechanismus und mehrere post-quanten-digitale Signaturschemata umfasst.

Für den Rest von uns heißt es einfach abwarten. Wenn es als notwendig erachtet wird, werden unsere Webbrowser, WLAN, Mobiltelefone und Messaging-Apps allmählich post-quanten-sicher werden, entweder durch Sicherheitsupdates oder durch den schrittweisen Austausch der Technologie.

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