Quantencomputer knacken RSA-Verschlüsselungen noch schneller – Source: www.csoonline.com

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Forscher von Google haben kürzlich herausgefunden, dass ein Quantencomputer mit einer Million Qubits, der eine Woche lang läuft, theoretisch die RSA-2048-Bit-Verschlüsselung knacken könnte. Das sind zwanzigmal weniger Qubits als in der Schätzung von Google Quantum AI aus dem Jahr 2019. Diese Ergebnisse verkürzen den Zeitrahmen erheblich, in dem die aktuellen Verschlüsselungsstandards hinfällig werden könnten, und zwingen Unternehmen dazu, schneller Post-Quanten-Kryptografie (PQC) einzuführen.

Während aktuelle Systeme noch mit nur Hunderten von Qubits arbeiten, zeigen die Forschungsergebnisse von Google, dass die Schwelle für reale kryptografische Bedrohungen drastisch gesenkt wurde.

„Die Reduzierung der Anzahl physischer Qubits hat zwei Ursachen: bessere Algorithmen und eine bessere Fehlerkorrektur – wobei die vom Algorithmus verwendeten Qubits („logische Qubits“) redundant über viele physische Qubits kodiert werden, sodass Fehler erkannt und korrigiert werden können”, erklären die Google-Forscher Craig Gidney und Sophie Schmieg in einem Blogbeitrag.

Die Fortschritte in der Quantentechnologie beschleunigen sich rasant. Seit Peter Shor 1994 bekannt gab, dass Quantencomputer theoretisch RSA knacken könnten, sind die Ressourcenschätzungen drastisch gesunken – von einer Milliarde Qubits im Jahr 2012 auf nur noch eine Million heute.

Narayan Gokhale, Vizepräsident und Chefanalyst bei der QKS Group, bezeichnete die Ergebnisse als „Weckruf für besonnene Dringlichkeit, nicht für Panik“. Sie bestätigten zwar die bestehenden PQC-Zeitpläne (Post-Quanten-Kryptografie), betonten jedoch die Notwendigkeit, den Übergang für langlebige oder risikoreiche Kryptografiesysteme zu beschleunigen.

Bart Willemsen, VP Analyst bei Gartner, hingegen sieht diese Entwicklung kritischer und warnte, dass „Quantencomputer die asymmetrische Kryptografie bis 2029 schwächen werden“. Angesichts der Tatsache, dass kryptografische Upgrades oft mehrere Jahre dauern, forderte er Unternehmen auf, jetzt mit der strategischen Planung zu beginnen, insbesondere für Infrastrukturen mit fest programmierten Krypto-Abhängigkeiten.

Viele Entwicklungs-Teams seien nicht ausreichend mit kryptografischen Bibliotheken und Hash-Funktionen vertraut, sodass eine frühzeitige Bestandsaufnahme, Leistungstests und Systemkartierung für jede realistische PQC-Roadmap unerlässlich seien, betont der Gartner-Analyst.

Auswirkungen auf die Unternehmenssicherheit

Für Sicherheitsverantwortliche zeigt die Studie zwei unmittelbare Prioritäten auf: Erstens birgt die verschlüsselte Kommunikation mit RSA oder ähnlichen Algorithmen akute Risiken. Abgefangene Daten könnten entschlüsselt werden, sobald Quantencomputer eine ausreichende Rechenleistung erreichen.

Google hat das NIST-zugelassene Schlüsselkapselungsverfahren ML-KEM (Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism) in seinen Chrome-Browser und interne Systeme implementiert und damit einen Maßstab für die Sicherheit von Webdatenverkehr, VPNs und Messaging-Plattformen gesetzt.

Die Implementierung digitaler Signaturen stellt laut Sicherheitsanalysten eine komplexere Herausforderung dar. „Der Aufbau einer echten Quantenresilienz erfordert mehr als nur technische Upgrades“, so Gokhale. „Es bedarf einer umfassenden operativen Planung, die die Erfassung kryptografischer Ressourcen mit umfassenderen Initiativen zur digitalen Transformation verbindet.“

Die längere Lebensdauer von Signaturschlüsseln, die häufig in Hardware-Sicherheitsmodulen eingebettet oder für eine mehrjährige Nutzung ausgelegt sind, schaffe einzigartige Migrationshürden, die eine frühzeitige Planung erfordern würden, fügt der Gartner-Experte hinzu.

Deutsche Unternehmen hinken hinterher

Nach Angaben der Deutsche Gesellschaft für Auswärtige Politik (DGAP) setzen US-Konzerne wie Amazon, IBM und Apple bereits quantensichere Verschlüsselung ein. Dem Verein zufolge ist dies jedoch bei keinem großen deutschen Unternehmen der Fall.

„Da die Bundeswehr und das BSI bei der quantensicheren Verschlüsselung Pionierarbeit leisten, sollten sie die deutsche Privatwirtschaft bei der Umsetzung unterstützen. Ohne eine praxisnahe Zusammenarbeit werden die Verteidigungsindustrie und die DAX-Unternehmen den Übergang nicht rechtzeitig schaffen“, mahnten die DGAP-Forscher Valentin Weber und Maria Pericàs Riera bereits in einem Beitrag Ende 2024.

Der vom NIST empfohlene Zeitplan – die Abkehr von anfälligen Algorithmen bis 2030 und deren vollständige Abschaffung bis 2035 – scheint nun immer verbindlicher zu werden. Willemsen warnte vor Selbstzufriedenheit: „Viele Unternehmen unterschätzen die Auswirkungen, weil die Bedrohung durch Quantencomputer noch in weiter Ferne zu liegen scheint. Die für eine ordnungsgemäße Migration erforderliche Vorlaufzeit von mehreren Jahren bedeutet jedoch, dass die Vorbereitungen nicht warten können.“

Sicherheitsteams sollten mehrere konkrete Maßnahmen ergreifen, darunter kryptografische Audits, um die anfälligsten Systeme zu identifizieren. Priorisierte Umstellungspläne sollten sich zunächst auf hochwertige Assets mit sensiblen Langzeitdaten konzentrieren. Ebenso wichtig ist es, Technologieanbieter in die Roadmaps der Unternehmen für die Post-Quanten-Implementierung einzubeziehen und quantenresistente Algorithmen auf ihre Kompatibilität mit der bestehenden Infrastruktur zu testen.

Konkrete Angriffe mittels Quantentechnologie mögen noch Jahre entfernt sein. Aber die Umstellung der Kryptografie wird genauso lange – wenn nicht sogar länger – dauern, um sie erfolgreich durchzuführen. Unternehmen, die jetzt handeln, haben die Zeit und Flexibilität, um dauerhafte, sichere Systeme aufzubauen, so das Fazit der Analysten.

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