Quantencomputer: Untersuchung der wichtigsten Bedenken und der möglichen positiven Auswirkungen
Quantencomputer könnten die Cybersicherheit revolutionieren, bergen aber auch ernsthafte Risiken, da sie aktuelle Verschlüsselungsmethoden überflüssig machen. Da Quantencomputer immer leistungsfähiger werden, können sie kryptografische Systeme wie RSA und ECC gefährden und es Angreifern ermöglichen, heute gespeicherte sensible Daten zu entschlüsseln. Quantencomputer bieten jedoch auch potenzielle Vorteile, wie z. B. einen verbesserten Datenschutz durch neue kryptografische Methoden wie Quantum Key Distribution (QKD) und die gemeinsame Erforschung der Post-Quanten-Sicherheit. Organisationen müssen sich auf eine Anpassung vorbereiten und die Bedrohungen und Chancen, die die Quantentechnologie mit sich bringt, gegeneinander abwägen.
In der sich ständig weiterentwickelnden Welt der Cybersicherheit und Kryptografie sind Veränderungen im Gange, aber dieses Mal werden die erwarteten Entwicklungen zunehmend gefürchtet. Bald könnten sich die kryptografischen Verfahren, auf die wir uns seit Jahren verlassen, als nicht mehr wirksam erweisen. Die Ursache für diese Erschütterung? Quantencomputing und Quanten-Kryptografie.
Diese Entwicklung wird häufig als „Quantenapokalypse“ bezeichnet, und das aus gutem Grund: Quanten haben zwar ihre Vorteile, können aber aus Sicht der Cybersicherheit verheerend sein, insbesondere für Organisationen, die nicht darauf vorbereitet sind. Da bisher wirksame kryptografische Maßnahmen Cyberkriminelle nicht mehr in Schach halten können, werden neue, stärkere und differenziertere Algorithmen benötigt, um sensible Daten zu schützen.
Allerdings ist Quantencomputer nicht nur schlecht. Sie wird wahrscheinlich die digitale Transformation ermöglichen, die Datenübertragung sicherer machen und vieles mehr. Im Idealfall werden wir Wege finden, die zu erwartenden Sicherheitsdefizite zu überwinden und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit der Quantencomputer dort zu nutzen, wo sie am wertvollsten ist.
Zu diesem Zweck haben wir im Folgenden die Chancen und Herausforderungen im Zusammenhang mit der Quantentechnologie hervorgehoben. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, was uns bevorsteht, wenn die Quantenapokalypse näher rückt – und was nötig ist, um die Vorteile der Quantentechnologie zu nutzen und gleichzeitig die Bedenken im Zusammenhang mit dem Quantencomputing auszuräumen.
Bedenken im Zusammenhang mit Quantencomputing
Für Uneingeweihte mag Quantencomputing wie eine aufregende Möglichkeit erscheinen – schließlich kann eine höhere Rechenleistung beeindruckende digitale Möglichkeiten eröffnen. Wenn man sich jedoch ausschließlich auf die Cybersicherheit konzentriert, ist Quantencomputing höchst bedenklich, da es die Wirksamkeit vieler bewährter Systeme einschränkt und sogar das allgemeine Vertrauen in die digitale Sicherheit untergraben kann, das wir durch einstmals dominierende Sicherheitslösungen aufgebaut haben.
Qubits oder Quantenbits bilden die Grundlage dieses Systems und gehen über die traditionellen Bits klassischer Computer hinaus, indem sie gleichzeitig sowohl 0 als auch 1 darstellen. Dies unterstreicht die enorme Beschleunigung beim Knacken von Algorithmen, was wiederum einst effektive Sicherheitslösungen nahezu überflüssig macht. Zu den damit verbundenen Bedenken, die es zu berücksichtigen gilt, gehören:
Aktuelle Verschlüsselungsmethoden werden anfällig sein
Die größte Sorge im Zusammenhang mit Quantencomputern ist, dass sie das Rahmenwerk der modernen digitalen Sicherheit gefährden werden. Aktuelle kryptografische Systeme wurden für „traditionelle“ Computer entwickelt, die bestimmte Algorithmen nicht knacken konnten, oder zumindest nicht in dem Tempo, das von den leistungsstarken Quantencomputern von morgen erwartet wird.
Bisher leistungsstarke Algorithmen wie RSA (Rivest–Shamir–Adleman) und ECC (Elliptic Curve Cryptography) können dem Quantencomputing nicht standhalten. Einfach ausgedrückt können Quantencomputer diese komplizierten mathematischen Probleme in einem rasanten Tempo lösen und daher Algorithmen knacken, die für herkömmliche Computer einst unerreichbar schienen.
Sensible Daten könnten heute gestohlen und später entschlüsselt werden
Böswillige Akteure bereiten sich bereits auf eine Zukunft vor, in der Quantenlösungen leicht zugänglich sind. Strategien wie „Speichern und später entschlüsseln“ (SNDL) oder „Ernten und entschlüsseln“ können es Cyberkriminellen ermöglichen, langfristig zu planen. Sie können Informationen in der Gegenwart erwerben und speichern und geduldig warten, bis Quantenstrategien es ihnen ermöglichen, bisher wirksame Verschlüsselungsschutzmaßnahmen zu umgehen.
Die Bedrohung durch Quantenangriffe wird zunehmen
Die Quantenrevolution könnte eine neue, schwer zu verhindernde Reihe von Bedrohungen oder Exploits hervorrufen, die als Quantenangriffe bekannt sind. Diese ausgeklügelten Angriffe werden Quantencomputer nutzen, um Verschlüsselungslösungen zu umgehen und sensible Daten zu kompromittieren.
Der Shor-Algorithmus bietet einen tiefen Einblick in die zukünftige Bedrohung durch Quantenangriffe. Dieser Algorithmus, der auf der effizienten Zerlegung großer zusammengesetzter Zahlen in ihre Primfaktoren basiert, wurde 1994 entdeckt, soll aber nun Kriminellen dabei helfen, Algorithmen zu handhaben, die für die Computer von gestern eine rechnerische Herausforderung gewesen wären. Dadurch werden einst effektive Sicherheitslösungen kryptografisch angreifbar.
Dies zeigt, wie wichtig kryptografische Agilität für Organisationen ist, damit sie sich schnell an neu auftretende Bedrohungen anpassen können.
Datenschutztechnologien könnten gefährdet sein
In den letzten Jahren haben wir uns auf die Blockchain und andere Elemente von Web3 verlassen, um sensible Informationen zu schützen. Während viele Befürworter die Blockchain früher als allmächtig betrachteten, wird immer deutlicher, dass dies nie der Fall war und dass die Blockchain schon immer voller Risiken war.
In Zukunft müssen Organisationen, die sich für die Blockchain einsetzen, anerkennen, dass Quantencomputer selbst die fortschrittlichsten Blockchain-Technologien stören können. Dies gilt auch für Konsensmechanismen wie Proof-of-Work (PoW) und Proof-of-Stake (PoS), die sich bisher als grundlegend für die Integrität der gesamten Blockchain erwiesen haben.
Dies ist aufgrund der aktuellen Beliebtheit von Kryptowährungen besonders besorgniserregend. Infolgedessen könnten viele der heute vertrauenswürdigsten Kryptowährungen anfällig für Fälschungen oder Diebstahl werden.
Regulatorische Herausforderungen müssen angegangen werden
Während umfassende Vorschriften Orientierung für viele Fragen im Zusammenhang mit der heutigen digitalen Landschaft bieten, werden wir neue Standards und bewährte Verfahren benötigen, um aufkommende Bedenken im Zusammenhang mit Quantencomputing anzugehen. Besonders wichtig: quantenresistente Verschlüsselungsstandards, die für den Schutz von Finanzinformationen bis hin zu Regierungsdaten von entscheidender Bedeutung sein werden.
Aus Sicht des geistigen Eigentums könnten sich zusätzliche Vorschriften als notwendig erweisen. Diese Vorschriften könnten beispielsweise festlegen, wie die Anwendung von Quantenalgorithmen patentiert werden kann. Im Allgemeinen müssen die regulatorischen Rahmenbedingungen von morgen umfassend sein und alles von Datenschutz bis hin zu wirtschaftlichen und ethischen Belangen abdecken.
Es könnten ethische Fragen aufkommen
Das Quantencomputing wirft viele ethische Fragen auf, die über die Sorge um den Datenschutz und ausgeklügelte Angriffe hinausgehen. Viele Probleme hängen mit Ungleichheit zusammen, die sich aus den hohen Kosten des Quantencomputings ergibt. Da es so teuer ist, können möglicherweise nur große Organisationen diese Spitzentechnologie nutzen – und nur ausgewählte Nationen verfügen über die Ressourcen, die erforderlich sind, um Quantenlösungen zu nutzen und gleichzeitig Quantenrisiken zu bekämpfen.
Organisationen (und Gemeinschaften), die Schwierigkeiten haben, Quantencomputer zu nutzen, werden zurückbleiben und nicht in der Lage sein, die wirkungsvollsten Lösungen für künstliche Intelligenz oder maschinelles Lernen voll auszuschöpfen. Schließlich werden diese auf Quantencomputer angewiesen sein, um riesige Datenmengen zu verarbeiten. Weitere ethische Bedenken betreffen die Überwachung und das Abfangen von Daten. Da eine Fülle von Daten abgefangen und entschlüsselt wird, werden die Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes zunehmen.
Die positiven Auswirkungen des Quantencomputings
Trotz der oben genannten Bedenken zeichnet sich das Quantencomputing durch viele Eigenschaften aus, wobei einige Vorteile sogar versprechen, die damit verbundenen Herausforderungen zu bewältigen. Bei der Planung dieser aufstrebenden Technologie müssen wir diese Möglichkeiten und Anwendungsfälle im Auge behalten.
Die Abwehrmaßnahmen im Bereich der Cybersicherheit werden gestärkt
Das Quantencomputing wird eine neue, leistungsfähigere Ära des Datenschutzes einläuten, in der wir uns nicht mehr mit dem Status quo der kryptografischen Standards zufrieden geben. Die Herausforderungen, die sich durch Quantencomputer ergeben, werden die Cybersicherheitsbranche dazu zwingen, leistungsfähigere und differenziertere Lösungen zu entwickeln, wie z. B. MPC-Protokolle (Multi-Party Computation) oder QKD-Protokolle (Quantum Key Distribution). Post-Quanten-Kryptographie-Strategien wie die gitterbasierte Kryptographie bilden eine solide Grundlage für die quantenresistenten Lösungen der Zukunft.
Die Datenübertragung wird sicherer sein
Protokolle zur Quantenschlüsselverteilung (QKD) versprechen, ansonsten anfällige Kommunikationskanäle zu sichern und gleichzeitig dabei zu helfen, Versuche, Daten abzufangen, zu erkennen. Unterdessen wird angenommen, dass Lösungen wie Quantenrepeater die Verteilung kryptografischer Schlüssel über große Entfernungen unterstützen und so die von QKD zur Verfügung gestellte Reichweite erweitern.
Gemeinsame Forschungsanstrengungen werden zunehmen
Derzeit befinden sich viele Spitzenforscher und -organisationen in einem Wettlauf um die Entwicklung wirkungsvoller, quantenresistenter Sicherheitslösungen. Das National Institute of Standards and Technology (NIST) beispielsweise leitet eingehende Forschungsarbeiten über leistungsstarke Partnerschaften mit dem Joint Center for Quantum Information and Computer Science (QuICS) und dem Joint Quantum Institute (JQI).
Darüber hinaus ist das NIST federführend bei der Standardisierung quantenresistenter Algorithmen; im Jahr 2023 kündigten sie die ersten vier Gewinner des Post-Quanten-Algorithmus an. Am 13. August 2024 veröffentlichte das NIST außerdem die ersten drei FIPS PQC-Standards in FIPS-203, FIPS-204 und FIPS-205.
In der Zwischenzeit fördert das Quantum Economic Development Consortium (QED-C) eine noch engere Zusammenarbeit in der Hoffnung, „das Quanten-Ökosystem zu ermöglichen“. Diese gemeinsamen Anstrengungen könnten zu weiteren spannenden technologischen Fortschritten führen.
Mit Sectigo Bedenken im Post-Quanten-Zeitalter abbauen
Das bevorstehende Quanten-Zeitalter wird einzigartige Bedenken und einzigartige Möglichkeiten mit sich bringen. Das Ziel: die wichtigsten Herausforderungen zu verhindern oder zu mildern und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit der Quantentechnologie zu nutzen.
Bei Sectigo sind wir bestrebt, uns auf diese sich schnell entwickelnde digitale Landschaft vorzubereiten. Erfahren Sie mehr über unsere Quantenlösungen und -initiativen und wie wir Ihrer Organisation dabei helfen können, Bedenken im Zusammenhang mit Quantencomputern auszuräumen und sich auf das Post-Quanten-Zeitalter vorzubereiten.