Quanten-Computing repräsentiert eine revolutionäre Fortentwicklung in der Rechenleistung, birgt jedoch gleichzeitig ernstzunehmende Risiken für die gängigen Verschlüsselungstechniken (mehr über die Geschichte der Verschlüsselung im Blog von ExpressVPN), die das Rückgrat unserer digitalen Sicherheit bilden.
Rechenleistung
Quantencomputer nutzen die Prinzipien der Quantenmechanik, die es ihnen ermöglichen, Berechnungen viel schneller durchzuführen als herkömmliche Computer. Insbesondere können sie Probleme lösen, die für heutige Computer als praktisch unlösbar gelten.
Faktorisierung großer Zahlen
Viele Verschlüsselungsmethoden, wie zum Beispiel RSA, basieren auf der Schwierigkeit, große Zahlen in ihre Primfaktoren zu zerlegen. Ein leistungsfähiger Quantencomputer könnte diese Aufgabe jedoch in einer praktikablen Zeit bewältigen, wodurch diese Verschlüsselungsmethoden unsicher würden.
Shors Algorithmus
Dieser Algorithmus ist ein Quantenalgorithmus, der speziell für das Faktorisieren großer Zahlen entwickelt wurde. Während herkömmliche Computer exponentiell mehr Zeit benötigen, um mit der Größe der Zahlen zu skalieren, kann Shors Algorithmus dieses Problem in polynomialer Zeit lösen.
Grover’s Algorithmus
Dieser Algorithmus könnte genutzt werden, um die Geschwindigkeit von unsortierten Datenbankabfragen zu erhöhen. Er hat das Potenzial, die Sicherheit von Verschlüsselungsmethoden zu beeinträchtigen, die auf der Schwierigkeit von Suchproblemen basieren.
Auswirkungen auf aktuelle Standards
Die Sicherheitsstandards und Protokolle, die aktuell im Internet und für die sichere Kommunikation verwendet werden, könnten durch Quanten-Computing obsolet werden. Dies betrifft nicht nur die digitale Kommunikation, sondern auch die langfristige Datenspeicherung, da verschlüsselte Daten rückwirkend entschlüsselt werden könnten, sobald ein leistungsfähiger Quantencomputer verfügbar ist.
Rennen gegen die Zeit
Wissenschaft und Industrie arbeiten bereits an „quantensicheren“ Verschlüsselungsmethoden, die auch in der Ära der Quantencomputer sicher bleiben sollen. Es ist ein Wettlauf gegen die Zeit, diese Methoden zu entwickeln und zu implementieren, bevor Quantencomputer weit verbreitet sind.
Post-Quanten-Kryptographie
Diese bezieht sich auf Verschlüsselungsverfahren, die so gestaltet sind, dass sie gegen Angriffe durch Quantencomputer resistent sind. Hier wird nach Alternativen gesucht, die auf anderen mathematischen Problemen basieren, welche auch von Quantencomputern nicht effizient lösbar sind.
Investition in Sicherheit
Die potenzielle Bedrohung durch Quanten-Computing macht deutlich, dass in die Entwicklung und Implementierung von post-quantensicheren Verschlüsselungsmethoden investiert werden muss.
Übergangsphase
Während der Übergang zu quantensicheren Verschlüsselungsmethoden stattfindet, könnte es eine Phase geben, in der Informationen besonders gefährdet sind, falls die Umstellung nicht schnell genug erfolgt.
Bewusstsein und Vorsorge
Es ist wichtig, dass Unternehmen und Regierungen sich der Bedrohung bewusst sind und entsprechende Vorsorgemaßnahmen treffen, um die Sicherheit ihrer Daten zu gewährleisten.
Die Forschung im Bereich der Quanten-Computing und Post-Quanten-Kryptographie ist sehr aktiv, um solche Bedrohungen zu mindern und Wege zu finden, wie die Informationssicherheit auch in einer Zukunft mit Quantencomputern gewährleistet werden kann.
