Heute verschlüsselt, morgen geknackt: Das Quantenrisiko ist bereits da

Quantencomputing steht zwischen Forschung und strategischer Realität. Für den breiten produktiven Einsatz reichen heutige Systeme noch nicht aus, zugleich investieren Staaten und Unternehmen Milliarden in die Technologie. Der Grund: Quantencomputer sollen bestimmte Problemklassen lösen können, bei denen klassische Rechner an praktische Grenzen stoßen – und könnten damit auch etablierte Kryptografie gefährden.

Andere Rechenregeln statt einfach mehr Tempo

Der Vorteil eines Quantencomputers besteht nicht darin, jede Berechnung schneller auszuführen. Qubits können durch Superposition mehrere Zustände repräsentieren; Quantenalgorithmen nutzen zusätzlich Interferenz, um Lösungswege gezielt zu verstärken oder abzuschwächen. Potenzial entsteht dadurch etwa bei Molekül- und Materialsimulationen, Optimierung sowie langfristig bei einzelnen Anwendungen aus Künstlicher Intelligenz und Machine Learning.

Die Hardware bleibt jedoch schwierig zu beherrschen. Qubits reagieren empfindlich auf Umwelteinflüsse und verlieren ihren Quantenzustand schnell. Je nach Technologie sind extreme Kühlung, Abschirmung oder Vakuumsysteme nötig. Hinzu kommt die Fehlerkorrektur: Für einen stabilen logischen Qubit können zahlreiche physische Qubits erforderlich sein. Der Abstand zwischen experimentellem Quantum Advantage und wirtschaftlich nutzbaren Anwendungen bleibt deshalb erheblich.

Für Kryptografie beginnt die Uhr früher

Für die IT-Sicherheit ist jedoch nicht entscheidend, wann Quantencomputer wirtschaftlich attraktiv werden. Relevant ist, wann ein cryptographically relevant quantum computer (CRQC) leistungsfähig genug wäre, heutige Public-Key-Verfahren anzugreifen.

Shors Algorithmus bedroht Verfahren, deren Sicherheit auf Faktorisierung oder diskreten Logarithmen beruht. Dazu zählen unter anderem RSA, Diffie-Hellman und Elliptic-Curve Cryptography (ECC). Betroffen wären damit Schlüsselvereinbarungen, digitale Signaturen, Zertifikate und zahlreiche abgesicherte Kommunikationsverbindungen.

Besonders problematisch ist „Harvest now, decrypt later“: Angreifer können verschlüsselte Daten bereits heute speichern und aufbewahren, bis sie später entschlüsselt werden können. Das National Institute of Standards and Technology (NIST) warnt deshalb ausdrücklich, dass insbesondere Informationen mit langer Schutzdauer schon vor dem Bau eines leistungsfähigen Quantencomputers gefährdet sein können.

Post-Quantum-Kryptografie ist bereits verfügbar

Die technische Gegenbewegung hat längst begonnen. Das NIST veröffentlichte 2024 die ersten drei Standards für Post-Quantum Cryptography (PQC): ML-KEM für den Schlüsselaustausch sowie ML-DSA und SLH-DSA für digitale Signaturen. Die Behörde empfiehlt inzwischen ausdrücklich, mit deren Einführung zu beginnen.

Damit verschiebt sich die Aufgabe vom Beobachten zum Vorbereiten. Unternehmen müssen zunächst wissen, wo kryptografische Verfahren überhaupt eingesetzt werden: in Zertifikaten, Schlüsseln, Protokollen, Bibliotheken, Hardware Security Modules und Anwendungen. Ohne ein solches Kryptografie-Inventar lassen sich gefährdete Abhängigkeiten weder priorisieren noch systematisch ersetzen. Auch das NIST bezeichnet diese Transparenz als wichtigen Baustein der Quantum Readiness.

Krypto-Agilität wird zur Voraussetzung

Ziel sollte deshalb Krypto-Agilität sein: Algorithmen und Schlüsselverfahren müssen austauschbar werden, ohne Anwendungen jedes Mal grundlegend neu entwickeln zu müssen. Dazu gehören ein zentraler Überblick über kryptografische Assets, automatisiertes Zertifikats- und Schlüsselmanagement sowie frühe Tests von PQC und hybriden Verfahren.

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