Quantenkryptografie – oder das größte Sicherheits-Patch der Geschichte

Quantenkyptografie
Darian Weber
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Wenn wir heute verschlüsselt Daten um die Welt schicken, ist es nicht zu 100 Prozent sicher, dass jemand den Code knackt. Selbst die trickreichsten Verschlüsselungsverfahren sorgen nur dafür, dass die benötigte Rechenleistung so groß ist, dass sich der Aufwand einer Entschlüsselung nicht lohnt. Quantenkryptografie verspricht künftig absolute Sicherheit – weil hier die Mathematik durch die Physik ersetzt wird. Ein Zukunftsmodell mit Folgen.

Die Sicherheit aktueller Verschlüsselungsmethoden basiert darauf, dass es einer enormen Rechenleistung bedarf, eine große Zahl in ein Produkt von Primzahlen zu zerlegen. Sicherheit entsteht somit durch ganz viel Mathematik. Quantencodes hingegen nutzen physikalische Gesetze, die sich nicht unentdeckt brechen lassen. Die Idee stark vereinfacht: So genannte Quantenobjekte erhalten ihre Eigenschaften erst dann, wenn sie gemessen werden. Versucht ein Angreifer mitzuhören, so ist dies nicht möglich, ohne dass er die Lichtquanten und damit die ursprüngliche Nachricht verändert und somit verfälscht. Er würde auffliegen.

Quanten könnten Sicherheit der Blockchain entzaubern

Mit Hilfe der Rechenleistung von Quantencomputern können alle kryptografischen Algorithmen ohne größere Probleme berechnet werden. Die schlechte Nachricht für alle Code-Designer von heute und ihre Kunden und Arbeitgeber: Die mathematischen Public-Key-Verfahren würden ihre Sicherheit verlieren, sobald die Quantenrechner voll einsatzbereit sind. Physiker gehen davon aus, dass ein Quantencomputer in zehn Jahren die derzeit eingesetzten Verschlüsselungsverfahren für die digitalen Signaturen der Blockchain innerhalb von 30 Minuten knacken kann.

Die gute Nachricht: Quantencomputer können nicht nur entschlüsseln, sondern auch verschlüsseln. Die Lösung liegt somit darin, Codes mit Hilfe der Quantentechnologie zu entwickeln, die abhörsicher ausgestaltet werden könnten. Bei Wirtschaft, Politik und Privatpersonen stünde dann ein Sicherheits-Update von nahezu biblischem Ausmaß an. Sämtliche Netze und Systeme müssten auf neue Verschlüsselungsverfahren umgestellt werden, damit sie als sicher gelten.

Kommerzielle Nutzung noch zu teuer

Dass sich die Quantenkryptographie eines Tages durchsetzen wird, kann wohl angenommen werden. Aktuelle Experimente ermöglichen bereits die Übertragung von kryptografischen Schlüsseln über tausend Kilometer. Eine satellitengestützte Übertragung kryptografischer Schlüssel scheint sich also als erfolgreich herauszustellen.

Dennoch: Für das Ziel der „Unknackbarkeit“ und einer absolut sicheren Kommunikation muss nicht nur der Kommunikationskanal an sich sicher sein, sondern auch die eingesetzten Geräte auf Sender- und Empfängerseite. Für einen umfassenden und vor allem kommerziellen Einsatz steckt die Quantenkryptografie somit noch in den Kinderschuhen. Dafür sind die Quantenverschlüsselung und der Aufbau quantensicherer Kommunikationswege noch zu kostspielig.

Angesichts der rasanten Entwicklung der Übertragungstechnik und der fortgeschrittenen Tests, scheint allerdings der Durchbruch nicht in mehr in allzu weiter Ferne zu liegen. Und dann werden Experten mit einem Abschluss in Quantenkryptografie von Unternehmen und Regierungen wie verrückt gesucht, um – vereinfacht ausgedrückt – ein gigantisches Sicherheits-Patch bereitzustellen.


Darian Weber

Darian Weber ist seit Berater im Team Public Services bei Sopra Steria Consulting. Als Spezialist für Informationssicherheit beschäftigt er sich mit Trend-Themen der IT-Sicherheit.


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