Kryptow\u00e4hrungen haben in den letzten Jahren stark an Beliebtheit gewonnen. Doch nun gibt es eine m\u00f6gliche Bedrohung f\u00fcr die Sicherheit dieser digitalen W\u00e4hrungen: die Quanteninformatik. Das Bundesamt f\u00fcr Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) hat seine Einsch\u00e4tzung zur Zukunft der Quanteninformatik \u00fcberarbeitet und kommt zu dem Schluss, dass es voraussichtlich noch ein bis zwei Jahrzehnte dauern wird, bis diese Technologie bestimmte kryptografische Ans\u00e4tze komplett \u00fcberwinden kann. Dieses Ereignis wird als Kryptokalypse bezeichnet.<\/p>\n
Allerdings betont das BSI, dass es in der Zwischenzeit keine bahnbrechenden technologischen Innovationen geben darf. Denn durch kontinuierliche Fortschritte in der Hardware- und Algorithmusentwicklung ist es wahrscheinlicher geworden, dass der Zehn-Jahres-Horizont erreicht werden kann. Dennoch m\u00fcssen die derzeitigen Ergebnisse noch weiter best\u00e4tigt werden.<\/p>\n
Das BSI sieht einen dringenden Handlungsbedarf f\u00fcr langfristige Daten, die nicht quantensicher verschl\u00fcsselt sind. Bereits heute k\u00f6nnen gut ausgestattete Akteure Bits und Bytes gem\u00e4\u00df dem Konzept „Jetzt speichern, sp\u00e4ter entschl\u00fcsseln“ aufzeichnen und in der Zukunft entschl\u00fcsseln, sobald ein ausreichend leistungsstarker Quantencomputer vorhanden ist.<\/p>\n
Um dieser Bedrohung entgegenzuwirken, empfiehlt das BSI, sich intensiv mit der Post-Quanten-Kryptografie auseinanderzusetzen. Bereits im Jahr 2020 gab das BSI diese Empfehlung heraus und betonte, dass Entwickler ihre Anwendungen, die kryptografische Mechanismen nutzen, m\u00f6glichst flexibel gestalten sollten.<\/p>\n
Um die Sicherheit von Kommunikationstechnologien zu gew\u00e4hrleisten, f\u00fchrte das BSI k\u00fcrzlich eine Videokonferenz durch, die durch Quantentechnologie abgesichert war. Die Verbesserung von Quantencomputern k\u00f6nnte dazu f\u00fchren, dass herk\u00f6mmliche Verschl\u00fcsselungsverfahren m\u00fchelos \u00fcberwunden werden k\u00f6nnen. Insbesondere asymmetrische Verfahren wie Diffie-Hellman, DSA und RSA sind konkret gef\u00e4hrdet.<\/p>\n
Bisher sch\u00e4tzten Wissenschaftler und die NSA, dass die Quanteninformatik in einem Zeitrahmen von f\u00fcnf bis 50 Jahren f\u00fcr solche Zwecke einsatzbereit sein k\u00f6nnte. Laut dem BSI ist ein Gro\u00dfteil der g\u00e4ngigen kryptografischen Mechanismen, einschlie\u00dflich derjenigen, die elliptische Kurven verwenden, nicht mehr als sicher anzusehen, sobald die effiziente Faktorisierung gro\u00dfer Ganzzahlen und die Berechnung diskreter Logarithmen m\u00f6glich sind.<\/p>\n
Bereits in den 1990er Jahren zeigte der US-Mathematiker Peter Shor, dass beide Probleme effizient gel\u00f6st werden k\u00f6nnten, wenn ein ausreichend gro\u00dfer und zuverl\u00e4ssiger Quantencomputer verf\u00fcgbar ist. Nach \u00fcber 25 Jahren Entwicklung hat sich das Feld der Hardwareplattformen laut der \u00fcberarbeiteten Analyse nun stabilisiert. Dar\u00fcber hinaus bieten mehrere Unternehmen den Zugang zu Quantenprozessoren als Dienstleistung an, was die Entwicklung und Bewertung von Quantenalgorithmen erm\u00f6glicht.<\/p>\n
Die derzeitige Phase des Fachgebiets kann als Anfangszeit der Quanten\u00fcberlegenheit bezeichnet werden. Jedoch sind die Anforderungen f\u00fcr die L\u00f6sung anwendungsorientierter Probleme erheblich anspruchsvoller. Es ist unwahrscheinlich und wirtschaftlich uninteressant f\u00fcr akademische und industrielle Labors in absehbarer Zeit einen kryptografisch relevanten Quantencomputer zu entwickeln, da der hohe Aufwand f\u00fcr die Fehlerkorrektur dies erschwert.<\/p>\n
Wenn jedoch eine f\u00fchrende Industrienation ihre Forschungsanstrengungen auf dieses Ziel konzentriert, scheint es m\u00f6glich zu sein, einen Quantencomputer mit einigen Millionen physikalischen Qubits zu entwickeln, der in etwa 100 Tagen eine 2048-Bit RSA-Verschl\u00fcsselung brechen kann.<\/p>\n
Bevor jedoch fehlerkorrigierende Quantencomputer etabliert sind, wird nach Ansicht der Autoren die \u00c4ra der Noisy Intermediate-Scale Quantum-Technologien (NISQ) eintreten. In dieser Phase k\u00f6nnen Fehler zumindest durch hardwarenahe Methoden gemildert werden, sodass auf begrenzte algorithmische Tiefe zur\u00fcckgegriffen werden kann.<\/p>\n
Es bleibt abzuwarten, wie sich die Entwicklung der Quanteninformatik weiterentwickeln wird und welche Auswirkungen sie auf die kryptografische Sicherheit haben wird. Ein Wettlauf in der Entwicklung von Quantencomputern ist jedoch nicht angemessen, sondern es sollte idealerweise durch Zusammenarbeit und Kooperation auf diesem Gebiet vorangegangen werden.<\/p>\n
Schlagw\u00f6rter: Quanteninformatik + PostQuantenKryptografie + Noisy IntermediateScale QuantumTechnologien NISQ<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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