Quantensicher mit CNSA 2.0

Es ist kein Geheimnis, dass ein kryptografisch relevanter Quantencomputer (CRQC) die weit verbreiteten Public-Key-Kryptografiesysteme knacken könnte, die derzeit für asymmetrische Schlüsselaustausche und digitale Signaturen verwendet werden – mit potenziell verheerenden Folgen für Systeme. Nationale Sicherheitssysteme (NSS) nutzen Public-Key-Kryptografie als kritische Komponente, um die Vertraulichkeit, Integrität und Authentizität nationaler Sicherheitsinformationen zu schützen.

Anne Neuberger, die oberste Cybersicherheitsberaterin des Weißen Hauses, sprach kürzlich im Royal United Services Institute (RUSI) in London darüber. Sie sagte, die Veröffentlichung dieser neuen Algorithmen sei ein „bedeutender Moment“, da sie einen echten Fortschritt auf dem Weg zur nächsten Generation der Kryptographie zeige.

Sie erklärte, der Grund für diese Umstellung sei die Besorgnis über CRQCs, die, wie sie es ausdrückte, die Verschlüsselung knacken könnten , „die die Grundlage für den Schutz von Unternehmens- und nationalen Sicherheitsgeheimnissen bildet“.

Lassen Sie uns verstehen, was Commercial National Security Algorithm Suite 2.0 (CNSA 2.0) ist.

CNSA 2.0

CNSA 2.0 (Commercial National Security Algorithm Suite 2.0) ist der von der NSA entwickelte Verschlüsselungsstandard der nächsten Generation zum Schutz der sensibelsten Systeme des Landes, insbesondere angesichts der zunehmenden Bedrohung durch Quantencomputer. Diese Algorithmen sind speziell auf Quantenresistenz ausgelegt und gewährleisten so langfristige Sicherheit, selbst in einer Zukunft, in der herkömmliche Verschlüsselungsverfahren geknackt werden könnten.

CNSA 2.0 wird für alle nationalen Sicherheitssysteme (NSS) , die auf öffentlich standardisierten Algorithmen basieren, verpflichtend sein – unabhängig davon, ob sie neu entwickelt oder bereits im Einsatz sind. Ältere Verschlüsselungssätze wie Suite B oder CNSA 1.0 genügen nicht mehr; alle Systeme müssen auf CNSA 2.0 umgestellt werden. Die NSA erklärt, dieser Schritt gewährleiste, dass die Systeme „heute sicher und morgen ausfallsicher“ seien.

Welche Richtlinien sollten befolgt werden, um die Anforderungen des NSS-Algorithmus zu erfüllen?

Die in CNSA 2.0 enthaltenen Algorithmen wurden aus den vom NIST , der offiziellen US-Behörde für kommerzielle Verschlüsselung , standardisierten Algorithmen ausgewählt . Die NSA wählte die leistungsstärksten Optionen für die nationalen Sicherheitsbedürfnisse aus – nicht nur robuste, sondern auch für missionskritische Operationen optimierte Algorithmen. Die NSA hat diese Algorithmen getestet und analysiert und ist überzeugt, dass sie langfristig ausreichend Schutz für die nationale Sicherheit der USA bieten.

Die Behörde hält CNSA 2.0 für geeignet, alles zu schützen – von der Kommunikation auf dem Schlachtfeld bis hin zu diplomatischen Depeschen. Die Nutzer werden nicht im Unklaren gelassen. Die NSA arbeitet mit der IETF zusammen, um RFCs (Requests for Comments) zu veröffentlichen – technische Leitfäden, die die sichere Integration dieser Algorithmen in reale Systeme erleichtern sollen. Der Leitgedanke dabei ist: Es kommt nicht nur darauf an, welche Algorithmen man verwendet, sondern auch, wie man sie einsetzt.

Auch bereits in Betrieb befindliche Systeme sind nicht ausgenommen. Sofern keine formelle Ausnahmegenehmigung vorliegt , müssen alle eingesetzten Geräte zeitnah aktualisiert werden. Diese Regelung wird durch wichtige Sicherheitsdokumente wie NSM-8 und NSM-10 sowie Richtlinien wie CNSSP 11 und CNSSP 15 untermauert.

Verschiedene Systemtypen durchlaufen unterschiedliche Übergangspfade. Militärische oder „hochwertige“ Geräte werden gemäß CJCSN 6510 und CNSSAM 01-07-NSM umgestellt , während kommerzielle Geräte vorerst auf CNSA 1.0 verbleiben, aber je nach System zwischen 2025 und 2030 wechseln müssen. Alle QR-Code-Implementierungen müssen die NIAP-Zertifizierung und die NIST-Validierung durchlaufen ; Abkürzungen sind nicht zulässig.

Diese Richtlinien richten sich nicht nur an Regierungsmitarbeiter. Die NSA veröffentlicht den CNSA-2.0-Plan, damit Anbieter, Industriepartner und alle, die mit dem NSS interagieren möchten, sich vorbereiten können. Dies umfasst die Aktualisierung von Geräten, Software und sicheren Kommunikationsplattformen.

Mit der Einführung von CNSA 2.0 durch die NSA erfolgt auch eine Bereinigung der Fachbegriffe. Algorithmen wie ML-KEM und ML-DSA sind nun die einzigen zugelassenen Bezeichnungen gemäß dem Standard und ersetzen die früheren Bezeichnungen CRYSTALS-Kyber und CRYSTALS-Dilithium . Nur die finalisierten Versionen, veröffentlicht als FIPS 203 und 204, sind zulässig. Ältere oder modifizierte Versionen, selbst wenn sie ähnlich bezeichnet sind, erfüllen die Anforderungen von CNSA 2.0 nicht .

In der folgenden Tabelle sind die Algorithmen und ihre Funktionen, Spezifikationen und Parameter aufgeführt. 

Algorithmus	Funktion	Normen	Kenngrößen
Allgemeine Algorithmen
Erweiterter Verschlüsselungsstandard (AES)	Symmetrische Blockchiffre zum Informationsschutz	FIPS PUB 197	Verwenden Sie 256-Bit-Schlüssel für alle Klassifizierungsstufen.
ML-KEM (vorher CRYSTALS Kyber)	Asymmetrischer Algorithmus zur Schlüsselermittlung	FIPS PUB 203	ML-KEM-1024 für alle Klassifizierungsstufen.
ML-DSA (vorher CRYSTALS Dilithium)	Asymmetrischer Algorithmus für digitale Signaturen in jedem Anwendungsfall, einschließlich der Signierung von Firmware und Software	FIPS PUB 204	ML-DSA-87 für alle Klassifizierungsstufen.
Sicherer Hash-Algorithmus (SHA)	Algorithmus zur Berechnung einer komprimierten Darstellung von Informationen	FIPS PUB 180-4	Verwenden Sie SHA-384 oder SHA-512 für alle Klassifizierungsstufen.
In bestimmten Anwendungen zulässige Algorithmen
Leighton-Micali-Signatur (LMS)	Asymmetrischer Algorithmus zum digitalen Signieren von Firmware und Software	FIPS PUB 800-208	Alle Parameter sind für alle Klassifizierungsstufen zugelassen. LMS SHA 256/192 wird empfohlen.
Xtended Merkle Signature Scheme (XMSS)	Asymmetrischer Algorithmus zum digitalen Signieren von Firmware und Software	FIPS PUB 800-208	Alle Parameter sind für alle Klassifizierungsstufen zugelassen.
Sicherer Hash-Algorithmus 3 (SHA3)	Algorithmus zur Berechnung einer komprimierten Darstellung von Informationen als Teil der Hardwareintegrität	FIPS PUB 202	SHA3-384 oder SHA3-512 sind nur für interne Hardwarefunktionen zulässig (z. B. Integritätsprüfungen beim Booten).

CNSA 2.0-Übergangszeitrahmen und Meilensteine ​​der Bereitstellung

Die NSA strebt an, alle nationalen Sicherheitssysteme (NSS) bis 2035 quantenresistent zu machen , im Einklang mit den Zielen des National Security Memorandum-10 (NSM-10) . Obwohl 2035 das Endziel ist, beginnt der Übergang deutlich früher ; wichtige Meilensteine ​​sind in der aktualisierten CNSSP-15 -Richtlinie festgelegt.

Für bestehende Systeme gilt: Alle NSS, die bereits gemäß einem NIAP- oder CSfC-Profil validiert wurden, behalten ihre Zulassung bis zum Ende ihres Validierungszeitraums. Ein obligatorischer Übergang zu CNSA 2.0 wird nicht vor dem 31. Dezember 2025 erzwungen . NSS, die noch nicht CNSA 1.0- konform sind , haben jedoch ab Veröffentlichung des aktualisierten CNSSP 15 sechs Monate Zeit , um CNSA 2.0-konform zu werden, oder müssen innerhalb von 90 Tagen einen Antrag auf Ausnahmegenehmigung stellen.

Ab dem 1. Januar 2027 müssen alle Neuanschaffungen für NSS die CNSA-2.0-Algorithmen unterstützen, sofern keine Ausnahme ausdrücklich vereinbart ist. Bis zum 31. Dezember 2030 müssen alle Geräte und Dienste, die CNSA 2.0 nicht unterstützen, schrittweise außer Betrieb genommen werden. Ab dem 31. Dezember 2031 ist die Verwendung der CNSA-2.0-Algorithmen generell verpflichtend, sofern keine ausdrückliche Ausnahme vorliegt.

Der Übergang wird nicht von heute auf morgen erfolgen. Die NSA rechnet mit einer Übergangsphase , in der Systeme je nach Reifegrad ihrer jeweiligen Komponenten sowohl CNSA 1.0 als auch CNSA 2.0 verwenden können . Neue Systeme und Upgrades sollten so konzipiert sein, dass sie CNSA 2.0 bevorzugen , und sobald die Standards finalisiert sind, sollten diese Systeme schließlich ausschließlich CNSA-2.0-Algorithmen akzeptieren.

Standardisierungsorganisationen (SDOs) wie die IETF werden weiterhin Begleitmaterialien wie RFCs veröffentlichen . Die NSA arbeitet aktiv mit ihnen zusammen, um sicherzustellen, dass diese Dokumente zur Verfügung stehen, um Protokollkonfigurationen zu steuern und Anbietern die effektive Implementierung quantenresistenter Lösungen zu erleichtern.

Die NSA geht davon aus, dass alle Geräteumstellungen bis zum 31. Dezember 2030 abgeschlossen sein werden , also deutlich vor dem Stichtag 2035, sodass sichere Systeme rechtzeitig für umfassende Quantenbedrohungen gerüstet sind.

Allgemeine Methode für den Übergang zu CNSA 2.0-Algorithmen

Hier sind einige Punkte, die beim Übergang zu CNSA 2.0-Algorithmen zu beachten sind: 

• Die Schutzprofile werden von NIAP aktualisiert, um klarzustellen, dass Produkte Folgendes unterstützen müssen: CNSA 2.0-Algorithmen, basierend auf NIST und anderen internationalen Standards. 
• Jede neue Hardware oder Software muss den neuen Profilen entsprechen. Ältere Systeme müssen ebenfalls wenn sie ihr nächstes Update durchlaufen um NIAP-zertifiziert zu bleiben. 
• Sobald getestete und validierte CNSA 2.0-Lösungen Wenn sie bereit sind, sollten sie zur Standardkonfiguration in allen geeigneten Systemen werden. 
• Der Zeitplan für die Entfernung alter, anfälliger Algorithmen wird bestimmt durch NIAPs Schutzprofile und NSM-10-Technologie-Aktualisierungszyklen. 
• Wenn Altsysteme nicht regelmäßig aktualisiert werden können, benötigen sie eine offizielle Verzicht und ein klares Planen Sie die zukünftige Einhaltung weiter zu betreiben. 

Weitere CNSA 2.0-Anforderungen für NSS

Der folgende Zeitplan ist Teil der umfassenden Bemühungen der NSA, die nationalen Sicherheitssysteme im Hinblick auf leistungsstarke Quantencomputer zukunftssicher zu machen. Die schrittweise Einführung gibt Industrie und Behörden Zeit, sich anzupassen. 

• Die Umstellung der Software- und Firmware-Signierung muss unverzüglich beginnen. Bis 2025 sollte CNSA 2.0 bevorzugt und bis 2030 ausschließlich verwendet werden. 
• Webbrowser, Server und Cloud-Dienste müssen CNSA 2.0 bis 2025 unterstützen und bevorzugen und bis 2033 auf die ausschließliche Verwendung umstellen. 
• Herkömmliche Netzwerkgeräte wie VPNs und Router sollten CNSA 2.0 bis 2026 unterstützen und bevorzugen und es bis 2030 ausschließlich verwenden. 
• Es wird erwartet, dass Betriebssysteme CNSA 2.0 bis 2027 unterstützen und bevorzugen und es bis 2033 ausschließlich übernehmen. 
• Nischengeräte wie eingeschränkte Geräte und große PKI-Systeme sollten CNSA 2.0 bis 2030 unterstützen und bevorzugen und es bis 2033 ausschließlich verwenden. 
• Benutzerdefinierte Anwendungen und Altsysteme müssen aktualisiert oder vollständig ersetzt werden, um bis 2033 den CNSA 2.0-Standards zu entsprechen. 

Lassen Sie uns in die technischen Details von Hash-basierten Signaturalgorithmen eintauchen und ihre Bedeutung in der Post-Quanten-Kryptographie (PQC) untersuchen.

Hash-basierte Signatur in CNSA 2.0 verstehen

Hashbasierte Signaturverfahren sind ein zentraler Bestandteil der quantenresistenten Strategie von CNSA 2.0 zum Schutz langlebiger Software und Firmware. Diese Algorithmen eignen sich für Aufgaben, bei denen eine Signatur über Jahre hinweg vertrauenswürdig bleiben muss, wie beispielsweise die Signierung von Firmware.

Die beiden wichtigsten von der NSA für Nationale Sicherheitssysteme (NSS) zugelassenen Hash-basierten Algorithmen sind: 

• LMS (Leighton-Micali Signature Scheme) 
• XMSS (erweitertes Merkle-Signaturschema) 

Beide Verfahren sind vom NIST in SP 800-208 standardisiert und gemäß den Federal Information Processing Standards (FIPS) validiert . Die NSA empfiehlt deren Verwendung insbesondere in Systemen, die zustandsbehaftete Signaturmechanismen erfordern, da hier jede Signatur nachverfolgt werden muss, um die Wiederverwendung eines Schlüssels zu verhindern. Dies ist eine entscheidende Voraussetzung für die langfristige Sicherheit.

Die NSA bevorzugt LMS mit SHA-256 gemäß Abschnitt 4.2 des NIST-Standards. Diese spezielle Konfiguration bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Sicherheit und eignet sich hervorragend für eingebettete Geräte oder Hardwaresysteme, die möglicherweise nicht häufig aktualisiert werden. 

HSS (Hierarchical Signature Scheme) und XMSSMT (Multi-Tree XMSS) hingegen sind zwar mit LMS/XMSS verwandt, in CNSA 2.0 jedoch nicht zulässig. Die NSA hat ausdrücklich erklärt, dass diese Multi-Tree-Varianten nicht den erforderlichen Standards für die NSS-Nutzung entsprechen. 

Ein anderer Algorithmus, SLH-DSA (auch bekannt als SPHINCS+), ist für die Verwendung in NSS unter CNSA 2.0 überhaupt nicht zugelassen, obwohl er ebenfalls auf Hashes basiert. Dadurch wird sichergestellt, dass für die nationale Sicherheit nur die am gründlichsten geprüften und implementierungsbereiten Algorithmen als vertrauenswürdig gelten. 

Verwendung von SHA-3 und Hash-Funktionsrichtlinie unter CNSA 2.0

In CNSA 2.0 ist die Verwendung von SHA-3 nur unter sehr eingeschränkten Umständen zulässig . Konkret dürfen Hersteller SHA3-384 oder SHA3-512 in internen Hardwarekomponenten einsetzen, die nicht mit externen Systemen kommunizieren. Dies umfasst Anwendungsfälle wie Secure Boot oder Systemintegritätsprüfungen , bei denen der kryptografische Prozess vollständig innerhalb einer vom Hersteller kontrollierten Umgebung abläuft. Die NSA hat diese Ausnahme geschaffen, um den Übergang zur Post-Quanten-Kryptografie zu beschleunigen, ohne etablierte interne Prozesse zu beeinträchtigen.

SHA-3 ist jedoch in CNSA 2.0 nicht als universelle Hash-Funktion zugelassen . Seine Verwendung ist nur zulässig, wenn sie durch einen anerkannten kryptografischen Standard klar definiert ist, beispielsweise innerhalb von LMS gemäß NIST SP 800-208 , oder für sehr spezifische interne Anwendungen. Auch SHAKE , eine weitere Variante der SHA-3-Familie, ist nicht für den breiten kryptografischen Einsatz zugelassen. Die NSA vertritt die klare Position, dass die Verwendung von SHA-3 außerhalb der zugelassenen Anwendungsfälle unnötige Komplexität erzeugt, den Aufwand für Interoperabilitätstests erhöht und die Zuverlässigkeit von Systemen, die strengen nationalen Sicherheitsstandards entsprechen sollen, beeinträchtigen kann.

Die SHA-2-Familie , insbesondere SHA-384 und SHA-512 , bildet weiterhin das Rückgrat der Hash-Funktionsrichtlinie von CNSA 2.0. SHA-384 bleibt der Standard, während SHA-512 zulässig ist, sofern dies aus Leistungsgründen gerechtfertigt ist. Systeme, die SHA-512 verwenden, müssen jedoch mögliche Auswirkungen auf die Interoperabilität sorgfältig prüfen.

Wenn ein kryptografisches System SHA-3 oder andere Hash-Varianten als Teil einer definierten Funktion innerhalb eines von der NSA zugelassenen Algorithmus wie LMS oder XMSS verwendet, ist dies zulässig, jedoch nur im Rahmen der in diesem Algorithmus definierten Grenzen. Die allgemeine oder externe Anwendung von SHA-3 außerhalb dieser Definitionen verstößt weiterhin gegen CNSA 2.0.

Die NSA hat die Möglichkeit offengelassen, künftig weitere vom NIST zugelassene Algorithmen einzubeziehen , allerdings nur unter sehr spezifischen Bedingungen: Der Algorithmus muss sich weit verbreiten , die unabhängigen Sicherheitsbewertungen der NSA bestehen und mit anderen Systemen kompatibel sein . Aktuell liegt der Fokus jedoch weiterhin darauf, die bestehenden, bewährten Algorithmen zu nutzen, um eine Fragmentierung der Systeme, die nationale Sicherheitsdaten schützen, zu vermeiden.

Validierungsanforderungen

Bei der Verwendung von LMS oder XMSS gibt es je nach Funktion des Systems unterschiedliche Validierungsschritte: 

• Wenn ein System nur Signaturen überprüft, muss es den CAVP-Test (Cryptographic Algorithm Validation Program) bestehen. 

• Wenn es auch Signaturen generiert (d. h. als Unterzeichner fungiert), muss es unter CMVP (Cryptographic Module Validation Program) validiert werden. 

Die Signaturgenerierung ist sensibler, da sie die Verwaltung des kryptografischen Status beinhaltet. Bei Missbrauch (z. B. Wiederverwendung von Schlüsseln) kann das System Angriffen ausgesetzt sein. Aus diesem Grund sind hier keine Ausnahmen zulässig, eine Validierung ist zwingend erforderlich. 

Die NSA betont, dass Signierung und Zustandsverwaltung idealerweise in Hardware, wie beispielsweise einem HSM (Hardware-Sicherheitsmodul) , implementiert werden sollten, um menschliche oder Softwarefehler zu minimieren. Auch während Backup-Vorgängen müssen Schlüsselzustände erhalten bleiben, um jegliche Wiederverwendung von Zuständen auszuschließen.

Auch Anbieter, die nicht Teil von NSS sind, aber Code oder Produkte bereitstellen, die mit NSS interagieren, müssen dieselben kryptografischen Qualitätsstandards erfüllen . Das bedeutet, dass jeder Code, der an der Signaturprüfung beteiligt ist, die CAVP-Validierung bestehen muss , selbst wenn der Unterzeichner selbst nicht Teil von NSS ist.

Für die Bewertung kommerzieller Produkte erwartet die NSA nicht, dass die Signaturerstellung innerhalb des Bewertungsgegenstands (Target of Evaluation, TOE) erfolgt – sondern lediglich die Signaturverifizierung. Daher ist ein CAVP-Test in den meisten Fällen ausreichend, um die CNSA-2.0-Konformität nachzuweisen.

Firmware lässt sich nach der Installation oft nicht mehr aktualisieren. Daher ist die Wahl eines quantenresistenten Signaturalgorithmus wie LMS oder XMSS für die Firmware jetzt entscheidend. Die NSA betont, den Übergang frühzeitig zu beginnen, anstatt auf die Validierung anderer Algorithmen (wie ML-DSA) zu warten. Dies gewährleistet eine langfristige kryptografische Vertrauensbasis , bevor das restliche System überhaupt auf Post-Quanten-Standards umgestellt wird.

Quantenalternativen für NSS

Um die Nationalen Sicherheitssysteme (NSS) auf das Quantenzeitalter vorzubereiten, hat sich die NSA mit alternativen kryptografischen Optionen befasst, wie beispielsweise: 

• Pre-Shared Keys (PSKs) können zwar zur Reduzierung von Quantenbedrohungen beitragen, ihre Wirksamkeit kann jedoch variieren. Unternehmen sollten die Richtlinien der NSA oder des CSfC konsultieren, bevor sie sich auf sie verlassen. 
• Quantencomputer stellen für die Public-Key-Kryptografie ein weitaus größeres Risiko dar als für die symmetrische Kryptografie; symmetrische Algorithmen mit großen Schlüsselgrößen (wie die in CNSA 2.0) gelten immer noch als sicher. 
• Die NSA geht jetzt gegen Quantenbedrohungen vor, da nationale Sicherheitssysteme (NSS) eine lange Lebensdauer haben. Heute gebaute Systeme können jahrzehntelang im Einsatz sein und benötigen daher zukunftssicheren Schutz. 
• Quantum Key Distribution (QKD) nutzt die Quantenphysik zum sicheren Teilen von Verschlüsselungsschlüsseln, bietet jedoch keinen vollständigen kryptografischen Schutz und wird nicht als praktische Lösung für NSS angesehen. 
• Die NSA tut Ich empfehle nicht, QKD zu verwenden für NSS und rät den Agenturen, nicht ohne direkte Beratung in QKD-Systeme zu investieren oder diese einzusetzen. 
• Quantenzufallszahlengeneratoren (RNGs) nutzen Quanteneffekte zur Erzeugung von Zufälligkeit. Jeder nach entsprechenden Standards zertifizierte RNG ist bei korrekter Implementierung akzeptabel. 

Anpassung der Hybrid-Kryptografie

Der Schwerpunkt liegt auf der Balance zwischen starkem Schutz und praktischer, standardbasierter Implementierung unter Berücksichtigung der Abwärtskompatibilität. Die folgenden Punkte skizzieren die notwendigen Überlegungen und die Leitlinien der NSA. 

• Eine Hybridlösung kombiniert mehrere kryptografische Algorithmen (klassisch + quantenresistent), um den Schlüsselaustausch oder die Authentifizierung zu stärken. 
• Die NSA vertraut ausschließlich den Algorithmen von CNSA 2.0 und benötigt keine Hybridlösungen für die NSS-Sicherheit – obwohl Hybrid-Setups aus Gründen der Interoperabilität oder aufgrund technischer Einschränkungen verwendet werden können. 
• Durch die Verwendung hybrider Kryptografie können Komplexität hinzufügen bei der Implementierung und beim Testen, wodurch das Risiko von Bugs und Konfigurationsfehlern steigt. 
• Hybridlösungen können außerdem die Standardisierungsbemühungen verlangsamen, da in den Protokollen Einigkeit darüber herrschen muss, wie mehrere Algorithmen kombiniert und verwaltet werden. 
• In Fällen wie IKEv2 (einem VPN-Protokoll) unterstützt die NSA aufgrund technischer Einschränkungen durch Größenbeschränkungen für öffentliche Schlüssel eine Hybridlösung: Zuerst wird ein kleinerer Schlüssel verwendet, dann ein größerer verschlüsselter. 
• NSA nicht unterstützt Verwendung hybrider oder nicht standardmäßiger quantenresistenter Lösungen in Missionssystemen, sofern nicht ausdrücklich empfohlen; solche Lösungen können zu Inkompatibilität oder Ineffizienz. 
• Hybridlösungen mit symmetrischen Schlüsselüberlagerungen (wie RFC 8773 oder 8784) können in Sonderfällen verwendet werden, diese sind jedoch Ausnahmen, nicht die Regel. 

Wie kann Encryption Consulting helfen?

Wenn Sie sich fragen, wo und wie Sie Ihre Reise in die Post-Quanten-Verschlüsselung beginnen sollen, steht Ihnen Encryption Consulting zur Seite. Sie können auf uns als Ihren vertrauenswürdigen Partner zählen. Wir begleiten Sie Schritt für Schritt mit Klarheit, Kompetenz und praktischer Erfahrung.

• Kryptografische Erkennung und Inventarisierung

  In dieser grundlegenden Phase schaffen wir Transparenz in Ihrer bestehenden kryptografischen Infrastruktur. Wir identifizieren, welche Systeme durch Quantenbedrohungen gefährdet sind, und bewerten die Bereitschaft Ihres aktuellen Setups, einschließlich Ihrer PKI, HSMs und Anwendungen. Ziel ist es, die vorhandenen kryptografischen Ressourcen, deren Einsatz und deren Bedeutung zu identifizieren. Umfassende Überprüfung von Zertifikaten, kryptografischen Schlüsseln, Algorithmen, Bibliotheken und Protokollen in Ihrer gesamten IT-Umgebung, einschließlich Endpunkten, Anwendungen, APIs, Netzwerkgeräten, Datenbanken und eingebetteten Systemen.

  Identifizierung aller Systeme (lokal, Cloud, Hybrid), die Kryptografie verwenden, wie z. B. Authentifizierungsserver, HSMs, Load Balancer, VPNs und mehr. Erfassung wichtiger Metadaten wie Algorithmustypen, Schlüsselgrößen, Ablaufdaten, Ausstellungsquellen und Zertifikatsketten. Aufbau einer detaillierten Inventardatenbank aller kryptografischen Komponenten als Grundlage für Risikobewertung und -planung.

• PQC-Bewertung

  Sobald Transparenz geschaffen ist, führen wir Interviews mit wichtigen Stakeholdern, um die kryptografische Landschaft hinsichtlich Quanten-Schwachstellen zu analysieren und zu bewerten, wie gut Ihre Umgebung auf den Übergang zu Post-Quanten-Verschlüsselung (PQC) vorbereitet ist. Wir untersuchen kryptografische Elemente auf ihre Anfälligkeit für Quantenbedrohungen, insbesondere solche, die auf RSA, ECC und anderen, bald als unsicher geltenden Algorithmen basieren. Wir prüfen die Konfiguration der Public-Key-Infrastruktur und der Hardware-Sicherheitsmodule und deren Unterstützung für die Integration von Post-Quanten-Algorithmen. Wir analysieren Anwendungen auf fest codierte kryptografische Abhängigkeiten und identifizieren diejenigen, die refaktoriert werden müssen. Abschließend erstellen wir einen detaillierten Bericht mit einer Übersicht der anfälligen kryptografischen Assets, Risikobewertungen und Priorisierungen für die Migration.

• PQC-Strategie und -Roadmap

  Nachdem wir die Risiken identifiziert haben, entwickeln wir gemeinsam mit Ihnen eine individuelle, schrittweise Migrationsstrategie, die Ihren geschäftlichen, technischen und gesetzlichen Anforderungen entspricht. Wir entwickeln eine maßgeschneiderte PQC-Einführungsstrategie, die Ihre Risikobereitschaft, bewährte Branchenpraktiken und Zukunftssicherheitsanforderungen berücksichtigt. Wir entwickeln Systeme und Arbeitsabläufe, die einen einfachen Wechsel kryptografischer Algorithmen bei sich weiterentwickelnden Standards unterstützen. Wir aktualisieren Sicherheitsrichtlinien, Schlüsselverwaltungsverfahren und interne Compliance-Regeln, um sie an die Empfehlungen von NIST und NSA (CNSA 2.0) anzupassen. Wir erstellen einen schrittweisen Migrationsfahrplan mit kurz-, mittel- und langfristigen Zielen, unterteilt in überschaubare Phasen wie Pilotphase, Hybridbereitstellung und vollständige Implementierung.

• Anbieterbewertung und Proof of Concept

  In dieser Phase unterstützen wir Sie bei der Identifizierung und Erprobung der richtigen Tools, Technologien und Partner, die Ihre Post-Quantum-Ziele unterstützen können. Wir unterstützen Sie bei der Definition der technischen und geschäftlichen Anforderungen für RFIs/RFPs, einschließlich Algorithmus-Unterstützung, Integrationskompatibilität, Leistung und Anbieterreife. Wir identifizieren die Top-Anbieter von PQC-fähigen PKI-, Schlüsselverwaltungs- und Verschlüsselungslösungen. Wir führen PoC-Tests in isolierten Umgebungen durch, um Leistung, Integrationsfreundlichkeit und allgemeine Eignung für Ihre Anwendungsfälle zu bewerten. Wir liefern Ihnen eine Anbietervergleichsmatrix und einen Empfehlungsbericht basierend auf realen PoC-Ergebnissen.

• Pilottests und Skalierung

  Vor der vollständigen Implementierung validieren wir alles in kontrollierten Pilotprojekten, um die Praxistauglichkeit sicherzustellen und Geschäftsunterbrechungen zu minimieren. Wir testen die neuen kryptografischen Modelle in einer Sandbox oder einer Nicht-Produktionsumgebung, typischerweise für ein oder zwei Anwendungen. Wir validieren die Interoperabilität mit bestehenden Systemen, Drittanbieter-Abhängigkeiten und Legacy-Komponenten. Wir holen Feedback von IT-Teams, Sicherheitsarchitekten und Fachabteilungen ein, um den Plan zu optimieren. Sobald alles erfolgreich getestet ist, unterstützen wir einen reibungslosen, skalierbaren Rollout, ersetzen veraltete kryptografische Algorithmen schrittweise, minimieren Störungen und gewährleisten die Sicherheit und Konformität Ihrer Systeme. Wir überwachen die Leistung kontinuierlich und sorgen für kontinuierliche Optimierung, um Ihre Quantenabwehr stark, effizient und zukunftssicher zu halten.

• PQC-Implementierung

  Sobald der Plan steht, geht es an die Umsetzung. In der letzten Phase führen wir die vollständige Migration durch und integrieren PQC in Ihre Live-Umgebung, wobei wir Compliance und Kontinuität gewährleisten. Wir implementieren Hybridmodelle, die klassische und quantensichere Algorithmen kombinieren, um die Abwärtskompatibilität während der Umstellung zu gewährleisten. Wir führen PQC-Support für Ihre PKI, Anwendungen, Infrastruktur, Cloud-Dienste und APIs ein. Wir bieten Ihren Teams praxisorientierte Schulungen sowie eine detaillierte technische Dokumentation für die laufende Wartung. Wir richten Überwachungssysteme und Lifecycle-Management-Prozesse ein, um die kryptografische Integrität zu verfolgen, Anomalien zu erkennen und zukünftige Upgrades zu unterstützen.

Der Umstieg auf quantensichere Kryptografie ist ein großer Schritt, den Sie jedoch nicht alleine bewältigen müssen. Mit Encryption Consulting an Ihrer Seite erhalten Sie die richtige Beratung und das nötige Fachwissen, um eine robuste, zukunftsfähige Sicherheitslage aufzubauen. 

Nehmen Sie Kontakt mit uns unter [email protected] auf und lassen Sie uns einen maßgeschneiderten Fahrplan erstellen, der auf die spezifischen Bedürfnisse Ihrer Organisation abgestimmt ist.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Umstellung auf CNSA 2.0 einen entscheidenden Schritt zur Absicherung nationaler Sicherheitssysteme gegen neue Quantenbedrohungen darstellt. Mit klaren Zeitplänen, vertrauenswürdigen Algorithmen und strukturierten Leitlinien legt die NSA den Grundstein für eine zukunftsfähige kryptografische Umgebung. Frühzeitige Einführung, kryptografische Agilität und die Einhaltung von Standards sind entscheidend, um sichere, interoperable und widerstandsfähige Systeme bei der Einführung postquantenkryptografischer Funktionen zu gewährleisten.

Quelle: 

• CSI_CNSA_2.0_FAQ_.PDF 
• https://media.defense.gov/2025/May/30/2003728741/-1/-1/0/CSA_CNSA_2.0_ALGORITHMS.PDF