quantensichere

Quantensichere Systeme bezeichnen Technologien und Verfahren, die auch im Zeitalter quantengestützter Angriffe ihre Vertrauenswürdigkeit bewahren. Im Kern geht es um Kryptografie, einschließlich Schlüsselaustausch, Signaturen und Integritätsschutz, die gegen künftige Quantenrechner standhalten sollen. Der Begriff wird synonym mit Post-Quantum Cryptography (PQC) verwendet.

Quantencomputer könnten mit dem Shor-Algorithmus gängige Public-Key-Verfahren wie RSA und elliptische Kurven (ECC) unwirksam machen. Zudem verringert der Grover-Algorithmus die Sicherheit symmetrischer Verfahren, weshalb längere Schlüssel empfohlen werden. Damit wird klar, dass bereits heute Maßnahmen nötig sind, um langfristig geschützte Daten zu sichern.

Die Reaktion darauf umfasst die Entwicklung quantensicherer Algorithmen in verschiedene Familien: lattice-based, code-based, multivariate und hash-basierte Signaturen beziehungsweise Schlüsselvereinbarungsmechanismen. Zu den bekannten Kandidaten gehören lattice-basierte Verfahren für Schlüsselaustausch und Signaturen, sowie hash-basierte Signaturen. Die Standardisierung erfolgt zivil- und staatlich über Organisationen wie NIST, um interoperable, sichere und leistungsfähige PQC-Module bereitzustellen. Parallel dazu werden hybride Ansätze erprobt, die PQC-Algorithmen neben traditionellen Verfahren einsetzen, um Kompatibilität zu wahren während der Migration.

Praxis und Umsetzung erfordern Planung für PKI-Infrastrukturen, Zertifikatslebenszyklus, Schlüsselverwaltung und Leistungsaspekte. Dienste wie TLS 1.3 werden schrittweise um PQC-Schnittstellen erweitert. Der Übergang ist schrittweise, da viele Systeme aktualisiert oder ersetzt werden müssen und langfristige Sicherheitsziele berücksichtigt werden.