Verschlüsselung in Zeiten von Quantencomputern: Herausforderungen und Lösungsansätze

Mit dem immensen Fortschritt der Technologie und der rasanten Entwicklung von Quantencomputer stehen die Datensicherheit und die Privatsphäre vor neuen Herausforderungen. Die digitale Kommunikation, die bisher oft durch traditionelle Verschlüsselungsmethoden gesichert ist, ist durch die gigantische Rechenleistung von Quantencomputern gefährdet, wie ExpressVPN berichtet.

Sind Quantencomputer die Terminatoren unserer Zeit?

Quantencomputer haben das Potenzial, bestimmte mathematische Probleme, die für klassische Computer praktisch unlösbar sind beziehungsweise Jahrzehnte oder länger zum Lösen brauchen, in kurzer Zeit zu knacken. Dies gilt auch für viele der heute verwendeten Verschlüsselungsalgorithmen, wie zum Beispiel den RSA-Algorithmus und den elliptischen Kurvenalgorithmus.

Diese Algorithmen beruhen auf der Schwierigkeit der Faktorisierung großer Zahlen oder dem diskreten Logarithmusproblem, die jedoch von Quantencomputer effizient und schnell gelöst werden könnten. Das Problem liegt auf der Hand: Diese Verschlüsselungstechnologien schützen nicht, wenn Quantencomputer zum Lösen der Codes verwendet werden. Eine Verschlüsselung ist dadurch faktisch nicht gegeben und Daten nicht sicher.

Um dieser Bedrohung durch Quantencomputer entgegenzutreten, wird intensiv an der Entwicklung von post-quanten-sicheren Verschlüsselungsalgorithmen gearbeitet. Diese Algorithmen basieren auf mathematischen Problemen, die sogar für Quantencomputer schwer zu lösen sind. Ein vielversprechender Ansatz ist die Verwendung von gitterbasierten Kryptosystemen, die auf Gitterproblemen wie dem sogenannten Gitter-SIS-Problem (Short Integer Solution) oder dem Gitter-LWE-Problem (Learning With Errors) beruhen.

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Probleme mit großem Rechenaufwand

Diese Probleme erfordern einen so großen Rechenaufwand, dass sie selbst für die stärksten Quantencomputer eine Herausforderung darstellen. Daten, die durch einen solchen Algorithmus verschlüsselt sind, wären also auch in Zukunft sicher. Die Implementierung von post-quanten-sicheren Algorithmen erfordert für Unternehmen und Regierungen eine sorgfältige Planung und Vorbereitung. Es ist von großer Bedeutung, dass Organisationen frühzeitig Maßnahmen ergreifen, um ihre Systeme auf die Verwendung dieser neuen Algorithmen umzustellen.

Dies umfasst unter anderem die Aktualisierung von Verschlüsselungsprotokollen, die Schulung von IT-Personal und die Zusammenarbeit mit Experten auf dem Gebiet der post-quanten-sicheren Kryptographie. Da Quantencomputer bereits Realität sind, sollten Unternehmen daher schnell reagieren, um ihre Datensicherheit zu gewährleisten.

Sicherheit die ein VPN bieten kann

Neben der Verschlüsselung von Daten stellt aber auch die Sicherheit von Kommunikationsprotokollen eine enorme Herausforderung dar. Quantensichere Kommunikationsprotokolle, wie beispielsweise das Quantenschlüsselaustauschprotokoll, bieten eine gute Möglichkeit, sichere und verschlüsselte Kommunikation auch in der heutigen Welt mit Quantencomputern zu gewährleisten. Diese Protokolle basieren auf den Prinzipien der Quantenmechanik und ermöglichen daher den Austausch von Verschlüsselungsschlüsseln, die vor unbefugten Zugriffen geschützt sind.