Tag der Computersicherheit: Deutschland im Cyberkrieg und Herausforderungen der Quanten-Technologie

Was haben Quantencomputer damit zu tun?

Quantencomputer bergen eine vollkommen unbekannte Gefahr für die zukünftige Cybersicherheit. Aufgrund der unzähligen parallelen Rechenprozesse werden Quantencomputer in der Lage sein, die heutzutage verwendete Verschlüsselung innerhalb von Sekunden zu brechen. Eine technische, aber ausgesprochen gute Analyse hierzu ist hier zu finden: https://www.spektrum.de/kolumne/shor-algorithmus-wie-quantencomputer-verschluesselungen-knacken/2133048. 

Quantencomputer sind eben nicht einfach schnellere Computer, sondern sie funktionieren fundamental anders als klassische Rechner. Weltweit werden Milliarden Euro Entwicklungsgelder investiert, da sie gleichzeitig versprechen, sehr komplexe Modelle mit vielen unabhängigen Variablen zu berechnen – beispielsweise in Wettermodellen oder in der Materialforschung. Erste Quantencomputer sind bereits verfügbar und Firmen wie IQM Quantum Computers verkaufen die ersten Geräte zur weiteren Grundlagenforschung an Universitäten und Labore.

Gleichzeitig kann Quanten-Technologie ein ganz elementarer Teil der Cybersecurity-Lösungen von morgen sein. Mit sogenannten QRNGs (Quanten Random Number Generators), also Zufallszahlengeneratoren auf Basis von zufälligen Flugkurven von Lichtpartikeln, kann die Grundlage – nicht prognostizierbare und unbeeinflussbare Schlüssel – erzeugt werden. Und mit QKD (Quantum Key Distribution) wird zukünftig auch praxistauglich ein Verfahren zur Verfügung stehen, welches den Schlüsselaustausch zwischen zwei Parteien, sicher auf Basis physikalischer Gesetze ermöglicht. 

Ein weiteres Verfahren ist die Nutzung von Post-Quanten Algorithmen, welche aufgrund ihrer besonderen Konstitution eine signifikant höhere Sicherheit gegenüber Quantencomputern versprechen, ohne anfällig gegenüber klassischen Computern zu sein. Gerade in Kombination mit den heute schon verfügbaren QRNGs können auf Basis dieser Post-Quanten Algorithmen Cybersecurity-Lösungen konzipiert werden, welche ein neues Level in Bezug auf Nutzerfreundlichkeit und Cybersicherheit ermöglichen.