Quanten-Computing ist ein Forschungsgebiet, das sich auf die Entwicklung computergestützter Technologien basierend auf den Prinzipien der Quantentheorie konzentriert. Quantencomputing nutzt das quantenmechanische Konzept der Superposition. Superposition bedeutet, dass sich etwas, beispielsweise ein Bit, gleichzeitig in zwei Zuständen befinden kann. Das bedeutet, dass Quantenbits oder Qubits gleichzeitig den Zustand 1 und 0 annehmen können, was wiederum einen Großteil der Rechenleistung des Quantencomputers ausmacht. Quantencomputing ermöglicht Rechenwunder und löst bestimmte mathematische Probleme deutlich schneller als klassische Computer. Einige dieser Probleme bilden die Grundlage für weit verbreitete kryptografische Algorithmen, wie etwa die Faktorisierung großer Zahlen und das Lösen diskreter Logarithmen – wesentliche Bestandteile der modernen Kryptografie.

Post-Quanten-Kryptographie (PQC) ist ein Wächter der Cybersicherheitslandschaft, der selbst mit den gerissensten Gegnern fertig wird, einschließlich quantenbasierter Krimineller, die im Verborgenen lauern. Der PQC ist das Äquivalent zu James Bond in der Welt der Spionageabwehr.

NIST ist die Organisation, die Compliance-Standards, Best Practices und Vorschriften für die Cybersicherheit standardisiert. NIST hat sich die PQC-Standardisierung zum Ziel gesetzt und ein PQC-Standardisierungsprojekt geleitet.

Ziel dieses Projekts ist es, Organisationen auf Quanten Geheimschrift bevor es zu einer echten Bedrohung wird. Dies würde es Unternehmen ermöglichen, die richtigen Verschlüsselungsalgorithmen im gesamten Unternehmen einzusetzen, sodass diese Angriffe abgewehrt werden können, sobald Quantencomputing möglich wird. Die Arten von Verschlüsselungsalgorithmen Das PQC-Standardisierungsprojekt arbeitet an der Standardisierung quantensicherer Algorithmen.

Doch welche Algorithmen sind sicher und welche nicht?

Mehrere robuste Kryptografietechniken können anfällig für Angriffe durch Quantencomputer sein. Wenn wir die Algorithmen auflisten, die für Quantenangriffe anfällig sein könnten, erhalten wir die folgende Liste:

RSA (Rivest–Shamir–Adleman)

Dieser Algorithmus nutzt die Tatsache aus, dass große Semiprimzahlen schwer zu faktorisieren sind. Shors Algorithmus bricht RSA weil es sich um einen Quantenalgorithmus handelt, der große Zahlen sofort faktorisiert.
DSA (Digital Signature Algorithm)

DSA ist anfällig für Angriffe, die das diskrete Logarithmusproblem betreffen. Quantencomputer könnten dieses Problem möglicherweise effizienter lösen und gleichzeitig die Sicherheit von DSA schwächen.
ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)

Ähnlich wie bei DSA ist die Sicherheit von ECDSA basiert auf der Schwierigkeit des diskreten Logarithmusproblems elliptischer Kurven, die Quantencomputer ausnutzen können.
Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch (und seine Varianten)

Die Sicherheit des Diffie-Hellman-Algorithmus hängt von der Schwierigkeit des diskreten Logarithmusproblems ab. Quantencomputer können diese Sicherheitsannahme durch die Verwendung des Shors-Algorithmus brechen.

Bevor Quantencomputer als Alltagsmaschinen eingesetzt werden, ist es schwierig vorherzusagen, welche Algorithmen quantensicher sind. Folgende Algorithmen gelten als quantensicher:

Hashes

Kryptografische Hashes (wie SHA2, SHA3, BLAKE2) gelten derzeit als quantensicher.
Symmetrische Chiffren

Die meisten symmetrischen Chiffren (wie AES, ChaCha20, Twofish-256 und Camellia-256) gelten als quantensicher.
MAC-Algorithmen

MAC-Algorithmen wie HMAC und CMAK gelten als quantensicher.
Schlüsselableitungsfunktionen (bcrypt, Scrypt, Argon2) gelten als quantensicher (nur geringfügig durch Quantencomputing beeinträchtigt).

Wie planen Sie die PQC-Migration?

Obwohl quantensichere Algorithmen noch Gegenstand der Forschung sind und das NIST seine Liste empfohlener quantenresistenter Kryptografiealgorithmen noch nicht veröffentlicht hat, können Unternehmen bereits jetzt mit der Vorbereitung auf Quantencomputer beginnen. Im Folgenden finden Sie einige Möglichkeiten, die Unternehmen bei der Vorbereitung auf eine zukünftige Migration berücksichtigen sollten:

Quantenrisikobewertung

Die Durchführung einer Quantenrisikobewertung muss der erste Schritt jeder Organisation bei der Migration auf PQC-Algorithmen sein. Eine Quantenrisikobewertung hilft auch dabei, eine Liste der Anwendungen zu erstellen, die von der Entwicklung von Quantencomputern betroffen sind. So erhält die Organisation eine detaillierte Liste der Anwendungen, die bei der Umstellung auf quantenresistente Algorithmen aktualisiert werden müssen. Sie hilft auch, die Lücke zwischen der aktuellen kryptografischen Infrastruktur und dem, was implementiert werden muss, zu identifizieren.
Identifizierung kritischer Daten

Nach der Bewertung der aktuellen kryptografischen Infrastruktur müssen als Nächstes die gefährdeten Daten des Unternehmens identifiziert werden. Entscheidend ist die Bestimmung, welche Systeme und Daten priorisiert und mithilfe von Post-Quanten-Kryptografie geschützt werden müssen.
Verfolgen Sie das PQC-Standardisierungsprojekt des NIST

Durch die Verfolgung des PQC-Standardisierungsprojekts kann sich eine Organisation über alle laufenden Änderungen an den quantenresistenten Algorithmen auf dem Laufenden halten und zum richtigen Zeitpunkt auf die ausgewählten Algorithmen umsteigen.
Bewusstsein verbreiten

Zu den wichtigsten Schritten gehört es, wichtige Stakeholder und Mitarbeiter für die Bedeutung der Post-Quanten-Kryptografie und die möglichen Auswirkungen von Quantenangriffen auf Ihre Sicherheitslage zu sensibilisieren.
Krypto-Agilität

Das NIST hat darauf hingewiesen, dass die Verwendung krypto-agil Lösungen sind ein guter Einstieg in die Einführung quantensicherer Sicherheit. Bewertung, Planung und Sensibilisierung sind entscheidend. Die Fähigkeit eines Unternehmens, schnell zwischen kryptografischen Algorithmen zu wechseln, gewährleistet jedoch den Schutz vor kryptografischen Bedrohungen.
Allgemeine und berufliche Bildung

Investieren Sie in die Schulung Ihrer IT- und Sicherheitsteams zur Post-Quanten-Kryptografie und stellen Sie sicher, dass Ihre Mitarbeiter mit den Prinzipien und Best Practices im Zusammenhang mit quantenresistenten kryptografischen Algorithmen vertraut sind, um das Wachstum des gesamten Unternehmens zu unterstützen und es auf die Quantenzukunft vorzubereiten.
Implementieren Sie Übergangspläne

Entwickeln und implementieren Sie Übergangspläne, um die kryptografischen Algorithmen Ihres Unternehmens auf Post-Quanten-Algorithmen umzustellen. Seien Sie bereit, Hardware- und Softwaresysteme zu aktualisieren und Public-Key-Infrastruktur (PKI) Protokolle und Richtlinien, um diese neuen kryptografischen Algorithmen zu berücksichtigen.

Wie kann Verschlüsselungsberatung helfen?

In der sich ständig weiterentwickelnden Landschaft der Cybersicherheit ist Encryption Consulting ein Leuchtturm für Organisationen, die die Quantenrevolution meistern. Als Pioniere in VerschlüsselungsberatungWir sind darauf spezialisiert, nahtlose Übergänge zur Post-Quanten-Kryptographie (PQC) zu orchestrieren – der nächsten Stufe im sicheren Datenmanagement.

Encryption Consulting ist sehr stolz auf seine qualifizierten Berater, die Sie mit Verschlüsselungsberatungsdiensten anleiten und unterstützen können, darunter PQC-Migrationsplanung, Umgebungsbewertung und individuelle Strategieentwicklung, die auf die Bedürfnisse Ihres Unternehmens zugeschnitten ist.

Fazit

Es ist wichtig, die erhebliche Bedrohung anzuerkennen, die Quantencomputing für traditionelle Informationssicherheitssysteme darstellt. Unternehmen wird dringend empfohlen, eine Strategie zu entwickeln und einen robusten Übergang zu quantensicherer Kryptografie umzusetzen, um potenziellen Quantenbedrohungen proaktiv zu begegnen. In der Zwischenzeit ist es ratsam, sich an etablierte Best Practices für die Sicherheit zu halten und auf die Formulierung und Veröffentlichung quantensicherer Standards durch NIST als umfassende Orientierungshilfe zu warten.