Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Kryptographische Systeme

Verschlüsseln mit dem Quantenrechner

Sollte Quantentechnologie einmal verfügbar sein, könnte sich das Thema IT-Sicherheit deutlich verändern. Denn Cyberkriminelle dürften sich dann vor allem auf Endpunktangriffe und Social Engineering konzentrieren.

Bild: ©wacomka/stock.adobe.com

Bild: ©wacomka/stock.adobe.com

Warum ein Quantencomputer gegenüber einem herkömmlichen Digitalcomputer bei diversen Rechnungen im Vorteil ist, zeigt ein Vergleich. Dort wo konventionelle Computer mit Bits arbeiten, nutzt der auf den Gesetzen der Quantenmechanik beruhende Computer sogenannte Qubits. Diese können durch Überlagerungen einen dritten Zustand zwischen den beiden Basiszustände 0 und 1 annehmen, was sich ‚Superposition‘ nennt. In Verbindung mit dem ‚Superpositionsprinzip‘ nutzt ein Quantencomputer den Effekt der ‚Verschränkung‘, wodurch er parallel ausgeführte Rechenoperationen um ein Vielfaches schneller ausführen kann als ein klassischer Computer. Allerdings ist zu erwähnen, dass beide Architekturen bei den Rechenoperationen der Addition und Multiplikationen die gleiche Zeit benötigen. Zudem bestehen durch die hohe Instabilität der Quantencomputerumgebung sowie die Beeinträchtigung der Quantenübertragung über größere Distanzen Einschränkungen bei der Nutzung eines Quantencomputers.

Leistungsversprechen steht

Um die Praktikabilität und die Rechenleistung von Quantencomputern zu erhöhen, wird deshalb mit Hochdruck sowohl auf staatlicher als auch auf kommerzieller Ebene geforscht. Als Pioniere auf diesem Gebiet gelten momentan die USA, Russland und China. Zudem gibt es auch Unternehmen und Einrichtungen wie Google, IBM, die NSA und das Max-Planck-Institut für Quantenoptik in München, die sich der Forschung diesbezüglich verschrieben haben. Bereits 2017 startete China einen Quanten-Kommunikations-Satelliten (Micius Satellit), welcher ein auf Quantentechnologie basierendes, vollständig verschlüsseltes Kommunikationssystem ermöglichen soll – bei ersten Tests wurden Nachrichten über eine Strecke von 7600km verschickt. Im Frühjahr 2018 stellte Google den bis heute größten Quantencomputer Bristlecone vor, der mit einer Rechenleistung von 72 Qubits arbeitet. Der erste kommerzielle und somit für die Öffentlichkeit zugängliche Quantencomputer wurde von IBM im Januar 2019 auf der CES in Las Vegas vorgestellt. Dieser staatlich und kommerziell vorangetriebene technologische Fortschritt lässt auf enorme Rechenleistungen hoffen, stellt aber ebenfalls ein bislang nicht kalkulierbares zukünftiges Risiko für die Cybersicherheit dar.

Ungewisse Bedrohungen

Welche Bedrohungen die Einführung von Quantencomputing-Technologie für verschiedene Wirtschaftszweige bedeutet, lässt sich noch nicht abschätzen, aber das Wachstum an Rechenleistung könnte viele geschäftsrelevante Überlegungen begünstigen. Betrachtet man die zunehmenden Datenmengen, wie etwa Online-Userdaten, könnten diese durch die Rechenleistung von Quantencomputern besser erfasst und analysiert werden. Ebenso könnte er aber auch aktuelle Sicherheitsstandards akut gefährden.

Verschlüsselung neu denken

Somit nimmt die Bedeutung der Post-Quantenkryptographie für die Verschlüsselung von Daten zu. Allerdings gibt es bei den aktuell angewendeten Sicherheitsstandards Unterschiede in Bezug auf ihren Schutz gegenüber Quantentechnologie. Es sind vor allen Dingen asymmetrische bzw. Public-Key-Kryptographie-Algorithmen, die von der Weiterentwicklung der Quantentechnologie betroffen sind. Basiert eine Verschlüsselungsmethode auf dem diskreten Logarithmusproblem, dem elliptischen Kurvenlogarithmusproblem oder dem Faktorisierungsproblem, so lässt sich diese mithilfe des von einem Quantencomputer ausgeführten Shor- oder Grover-Algorithmus in kurzer Zeit entschlüsseln.

Kosten vs. Sicherheit

Als Beispiel für einen kryptographisches Verfahren, was auf dem Faktorisierungsproblem beruht ist das RSA-Kryptosystem. Dabei handelt es sich um eines der am weitesten verbreiteten Verschlüsselungsverfahren für Kryptosystem – gegen polynomiale Quantenangriffe bietet es jedoch keinen ausreichenden Schutz. Jedoch sollte man in der Post-Quantum-Zeit und trotz der Anfälligkeit der RSA-Verschlüsselungen durch den Shor-Algorithmus, diese nicht sofort ad acta legen, da sie dennoch eine der kostengünstigeren Kryptosysteme sind, die einen guten Sicherheitsstandard gegenüber linearen Quantenangriffen bieten.


Das könnte Sie auch interessieren:

Erfolgreiche KI-Projekte kombinieren das Domänenwissen von Prozessbeteiligten mit der Expertise von Datenanalysten und IT-Spezialistinnen. Da nicht jedes Maschinenbauunternehmen über diese drei wichtigen Kompetenzfelder verfügt, sind Kooperationen wichtige Bestandteile von KI-Projekten.‣ weiterlesen

Extreme Networks hat die Verfügbarkeit des Wi-Fi 6E Access Point bekanntgegeben. Als Wireless-Plattform erweitert der Zugangspunkt den Einsatzbereich auf das 6GHz-Frequenzband. Das Gerät wurde für Umgebungen mit hohen Anforderungen an Bandbreite und Nutzerdichte entwickelt und zeichnet sich Anbieterangaben zufolge durch seine Perfomance, Funktionalität und Sicherheit aus.‣ weiterlesen

Die Ersatzteilversorgung in der Automobilindustrie besitzt einen sehr kurzfristigen Charakter. Anwendungen zum Abbilden solcher Prozesse sind S/4Hana Supply Chain Management sowie S/4Hana-Automotive-Ersatzteilmanagement. Die wichtigen Zielgrößen für die Versorgungsqualität sind Lieferservicegrad und Time-to-Delivery.‣ weiterlesen

Im Cloud-Projekt Gaia-X entstehen Infrastruktur-Angebote, mit denen Hersteller digitale und vernetzte Produkte entwickeln können, ohne in Abhängigkeit zu Technologiekonzernen zu geraten. Die Strukturen dafür sind bereits etabliert. Jetzt ist es an den Produzenten, durch ihre Mitwirkung aus dem Projekt eine europäische Erfolgsgeschichte zu machen.‣ weiterlesen

Werma bietet ein neues Ruf- und Meldesystem zur Prozessoptimierung in Fertigung, Logistik und an manuellen Arbeitsplätzen an. Mit dem Andon WirelessSet lassen sich Probleme bei der Produktion per Knopfdruck melden, um die Behebung zu beschleunigen.‣ weiterlesen

Alle Werte einer Lieferkette im Blick zu behalten, ist eine Mammutaufgabe - können diese doch schnell in die Millionen gehen. Behälter mit benötigten Materialien müssen nicht mal verschwinden, schon der falsche Lagerplatz im Werk kann die Produktion ausbremsen. Tracker können dafür sorgen, dass nichts Wichtiges aus dem Blick gerät.‣ weiterlesen

Siemens und Zscaler arbeiten zusammen, um Kunden den sicheren Zugriff vom Arbeitsplatz im Büro oder mobil auf Operational-Technology(OT)-Systeme und -Anwendungen im Produktionsnetzwerk zu ermöglichen.‣ weiterlesen

Der österreichische Ableger von Bechtle hat Open Networks erworben. Die neuen Spezialisten bringen insbesondere Erfahrung in den Bereichen Application Services, Datacenter, Security und Netzwerk mit. Die Firma betreut rund 250 Kunden im Alpenstaat.‣ weiterlesen

Viele Konzepte etwa für Modern Workplaces und Digitalisierung hinterfragen Unternehmenskonzepte, die auf traditionelle Strukturen und Hierarchien setzen. Robert Lindner, Senior Regional Director & Country Manager Germany bei Red Hat, hat vier zentrale Grundsätze herausgearbeitet, wie sich Innovation befördern lässt, insbesondere als ein Unternehmen im Open-Sorce-Softwaremarkt.‣ weiterlesen

Panasonic hat sämtliche Unternehmensanteile des IT-Plattformanbieters Blue Yonder erworben. Der Kauf ist Teil der Konzern-Strategie, einzelne Geschäftsfelder zu stärken. Blue Yonder bewertet die Investition mit 8,5 Milliarden US-Dollar.‣ weiterlesen

Die Auftragsbücher im Maschinen- und Anlagenbau füllen sich, aber immer mehr Firmen verzeichnen Engpässe in ihren Lieferketten. Auch der Fachkräftemangel wird vermehrt zum Problem. Zu diesen Erkenntnissen kommt der VDMA nach einer seiner sogenannten Blitz-Umfragen.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige