Kryptographische Systeme

Verschlüsseln mit dem Quantenrechner

Die Länge zählt

Einen besseren Schutz gegenüber jeglicher Art von quantentechnologiegestützten Cyberangriffen liefern symmetrische Kryptographiealgorithmen, die bei einem Angriff zwar einen Teil ihrer Verschlüsselung aufgeben müssen, dies mit einem ausreichend langen Schlüssel jedoch kompensieren können. Des Weiteren bieten gitterbasierte Kryptosysteme, multivariate Kryptosysteme, codebasierte Kryptosysteme und Hash-basierte Signaturen ausreichend Sicherheit gegenüber der Rechenleistung von Quantencomputern.

Angriffspunkte verlagert

Abgesehen von Angriffen auf Kryptosysteme eröffnet das Quanten-Computing auch Möglichkeiten der Verbesserung von Sicherheitsarchitekturen. Durch die vermehrte Nutzung der sogenannten Quantenschlüsselverteilung (QKD) kann die Sicherheit in Kommunikationsnetzwerken erhöht werden, da quantengenerierte Schlüssel sich bei Abhör- bzw. Spionageversuchen sichtbar verändern. So wissen Empfänger schon vor dem Erhalt einer Nachricht, ob jemand darauf zugegriffen hat oder nicht. Aus diesem Grund muss davon ausgegangen werden, dass sich kommende Cyberbedrohungen vor allem auf Endpunktangriffe und Social Engineering sowie auf kurzlebige Denial-of-Service (DoS) Angriffe konzentrieren werden.

Nachweislich unknackbar

Zudem besteht durch die Quanten-Computing-Effekte der ‚Superposition‘ und der ‚Verschränkung‘ die Möglichkeit, die Generierung von Zufallszahlen zu verbessern. Diese Generierung kann dazu genutzt werden, um eine Einmalverschlüsselung – ein sogenanntes ‚One Time Pad‘ – zu erzeugen, welches nachweislich unhackbar ist. Das ‚One Time Pad‘ wird per Photonen versendet, um sicherzustellen, dass die exklusiv für die Sitzung generierten Schlüssel nicht durch Abhörangriffe erfasst werden. Geschieht dies dennoch, so wird der Schlüssel aufgegeben und ein neuer an die Teilnehmer versendet. Sobald der Schlüssel übermittelt ist, kann die Konversation über die normalen Kanäle geführt werden.

Vieles noch unklar

Während auf der einen Seite die Entwicklung der Quantencomputer voranschreitet, wird parallel dazu die Entwicklung der Post-Quantum-Kryptographie vorangetrieben, um Verschlüsselungsmechanismen gegenüber Quanten-Computing-Entschlüsselungssystemen abzusichern. Welcher der beiden Forschungsstränge dem jeweils anderen Paroli bieten wird, bleibt abzuwarten. Da die Technologie momentan noch zu teuer ist und es zu viele Parameter gibt, die es bei der Inbetriebnahme eines Quantencomputers zu beachten gilt, wird sich die Nutzung zunächst auf staatliche und ausgewählte kommerzielle Akteure beschränken. Allerdings ist es noch zu früh, um wirklich prazise Aussagen darüber treffen zu können, wie sich Quantentechnologie und der damit einhergehende Anstieg an Rechenleistung auf die Cybersicherheit auswirken wird. n Director Sales Engineering Central & Eastern Europe bei Fireeye, Inc.







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