Quantencomputer stehen kurz davor, eine der grundlegendsten Säulen der modernen IT-Sicherheit zu untergraben: die Verschlüsselung. Was bislang nur ein Zukunftsszenario war, wird zunehmend realer – und zwingt die globale Cybersicherheitslandschaft zum Umdenken.
Eine neue Ära der Bedrohungen: Warum Quantencomputer relevant sind
Quantencomputing ist nicht länger eine akademische Spielerei. Unternehmen wie IBM, Google und das chinesische Unternehmen Baidu haben signifikante Fortschritte gemacht. 2019 demonstrierte Google mit „Sycamore“ die sogenannte Quantenüberlegenheit. Zwar war diese Demonstration nicht direkt anwendbar auf kryptografische Probleme, doch sie zeigte das Potenzial von Quantenprozessoren, klassische Systeme in spezifischen Rechenaufgaben zu übertreffen. Im Jahr 2023 präsentierte IBM seinen 433-Qubit-Quantenprozessor „Osprey“ – ein signifikanter Schritt in Richtung alltagstauglicher Quantenanwendungen.
Besonders gefährlich wird es, wenn Quantencomputer erstmals in der Lage sind, algorithmische Probleme wie die Faktorisierung großer Zahlen (Grundlage von RSA-Verschlüsselung) und diskrete Logarithmen (Grundlage von ECC) effizient zu lösen. Mit Shor’s Algorithmus existiert bereits ein theoretisch bewiesenes Verfahren dafür. Sollte ein ausreichend leistungsfähiger Quantenrechner gebaut werden, könnten aktuell weit verbreitete Verschlüsselungstechnologien – etwa RSA-2048 oder ECC-basierte Verfahren – in kurzer Zeit kompromittiert werden.
Wie stark gefährdet ist die heutige Kryptografie?
Laut einer im April 2024 veröffentlichten Analyse des National Institute of Standards and Technology (NIST) ist bis spätestens Anfang der 2030er Jahre mit der Verfügbarkeit von Quantencomputern zu rechnen, die bestehende kryptografische Standards ernsthaft bedrohen könnten. Dies bringt unmittelbare Konsequenzen mit sich, denn die sogenannte Harvest-Now-Decrypt-Later-Strategie ist längst Realität: Angreifer speichern heute verschlüsselte Daten, um sie in naher Zukunft mit Quantenmethoden zu entschlüsseln.
Die Bedrohung durch Quantencomputer ist nicht hypothetischer Natur. Laut einer Studie von Deloitte (2023) schätzen 51 % der IT-Sicherheitsverantwortlichen weltweit, dass ihre aktuellen Verschlüsselungssysteme nicht gegen Quantenangriffe bestehen würden. Zudem warnte die Europäische Agentur für Cybersicherheit (ENISA) in ihrem Jahresreport 2024 vor einem „hohen strategischen Risiko“ für staatliche und industrielle Infrastrukturen.
Post-Quantum-Kryptografie: Die Rettung?
Als Antwort auf die Bedrohung haben internationale Standardisierungsgremien wie das NIST und ETSI (European Telecommunications Standards Institute) Initiativen zur Entwicklung quantensicherer Kryptografie gestartet. 2024 hat das NIST vier kryptografische Algorithmen als künftige Standards für die Post-Quantum-Kryptografie (PQC) ausgewählt: CRYSTALS-Kyber (für Schlüsselaustausch) sowie CRYSTALS-Dilithium, FALCON und SPHINCS+ (für digitale Signaturen).
Diese Algorithmen basieren auf mathematischen Problemen wie Gitterproblemen oder hash-basierten Signaturen, die auch für Quantencomputer äußerst schwer zu knacken sind. Wichtige Organisationen wie die NSA oder das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) empfehlen bereits die experimentelle Integration solcher Algorithmen in künftige Systeme.
Doch der Übergang zur PQC ist komplex: Legacy-Systeme, eingeschränkte Hardware-Ressourcen und unzureichendes Bewusstsein bremsen die Einführung. Zudem ist es technisch herausfordernd, hybride Systeme zu bauen, die quantenresistente und klassische Kryptografie kombinieren.
Globale Auswirkungen auf die Cybersicherheitsarchitektur
Die Eintrittswahrscheinlichkeit einer quantenbedingten Kryptografiekrise bedroht nicht nur Banken, Cloud-Dienste und Telekommunikationsanbieter, sondern auch Regierungsnetzwerke und kritische Infrastrukturen. Wenn staatlich finanzierte Angreifer Zugriff auf Quantenressourcen erlangen, könnten sie strategische Angriffe auf Verschlüsselungen durchführen, die bislang als uneinnehmbar galten – vom diplomatischen Nachrichtenverkehr bis zu Industriegeheimnissen.
China investiert beispielsweise massiv in Quantenforschung und betreibt eines der weltweit größten Netzwerke für Quantum Key Distribution (QKD). Auch die USA, die EU und Israel sind aktiv. Dieser technologische Rüstungswettlauf schafft geopolitische Spannungen und macht Zusammenarbeit dringend notwendig.
Die Rolle internationaler Kooperationen
Da Quantenbedrohungen keine nationalen Grenzen kennen, rückt die internationale Zusammenarbeit in den Fokus. 2023 unterzeichneten die USA, Japan, Großbritannien und die EU eine gemeinsame Absichtserklärung zur Entwicklung interoperabler Post-Quantum-Standards. Auch NATO und ENISA formulieren koordinierte Strategien, um gemeinsame Forschungs- und Sicherheitsstandards umzusetzen.
Dabei geht es nicht nur um Technologie, sondern auch um Vertrauen: Der Aufbau standardisierter, transparenter Verfahren und die Kooperation bei der Zertifizierung quantensicherer Produkte müssen Hand in Hand gehen. Open-Source-Ansätze wie Open Quantum Safe und Konsortien wie PQCrypto liefern bereits wichtige Beiträge dazu, doch sie benötigen mehr staatliche und industrielle Unterstützung.
Wie Unternehmen sich jetzt vorbereiten können
Unternehmen und Organisationen stehen vor der dringenden Aufgabe, ihre Kryptoinfrastrukturen auf die Post-Quantum-Ära vorzubereiten. Die Zeit zum Reagieren ist knapp – zumal Migrationsprozesse oft Jahre dauern. Nachfolgend einige konkrete Handlungsempfehlungen:
- Krypto-Inventur durchführen: Unternehmen sollten sämtliche eingesetzten kryptografischen Komponenten erfassen und dokumentieren – inklusive Schlüsselverwaltung, Transportkanäle und Signaturverfahren.
- Hybride Ansätze implementieren: Systeme, die klassische und post-quantenfeste Algorithmen kombinieren, können den Sicherheitsübergang erleichtern und bieten erste Schutzmechanismen.
- Technisches Personal schulen: IT-Abteilungen benötigen das Know-how über neue Algorithmen, Migrationspfade und kryptografische Standards, um valide Entscheidungen treffen zu können.
Der Weg in die Zukunft: Anpassung ist alternativlos
Die Quantenbedrohung zeichnet sich klar am Horizont ab – und mit ihr entsteht die Notwendigkeit, Cybersicherheit neu zu denken. Der Übergang zu quantensicherer Kryptografie ist vergleichbar mit einem Paradigmenwechsel. Organisationen, die ihn aktiv gestalten, minimieren ihr Risiko deutlich und stärken zugleich ihre digitale Resilienz.
Der adäquate Umgang mit dieser Bedrohung wird zur neuen Messlatte für Cyber-Resilienz. Dabei ist Zusammenarbeit – über Industriesektoren, Technologiefelder und Ländergrenzen hinweg – entscheidend. Nur gemeinsam lässt sich eine vertrauenswürdige, sichere Informationsgesellschaft gewährleisten.
Diskutieren Sie mit: Welche Maßnahmen setzt Ihr Unternehmen zur Vorbereitung auf Quantenbedrohungen um? Welche Hürden erleben Sie dabei? Teilen Sie Ihre Gedanken und Erfahrungen mit der Community – jetzt in den Kommentaren.
