Es mag zwar noch Jahre dauern, bis Quantencomputer moderne Verschlüsselungssysteme knacken können, doch der Wettlauf um die Vorbereitung auf diesen Moment hat bereits begonnen. Mit der Veröffentlichung der NIST-Roadmap für den Übergang zur Post-Quanten-Kryptografie (PQC) verfügen Unternehmen nun über klare Leitlinien dazu, wie und wann sie damit beginnen sollten, die heutigen quantenanfälligen kryptografischen Systeme zu ersetzen. Die Herausforderung ist enorm: Kryptografie ist in Cloud-Umgebungen, Anwendungen, Identitäten, Netzwerken, Zertifikaten und kritischer Infrastruktur allgegenwärtig. Zu warten, bis Quantencomputer auf den Markt kommen, wird viel zu spät sein.

Für Sicherheitsverantwortliche stellt sich nicht mehr die Frage, ob Post-Quanten-Kryptografie wichtig ist. Die Frage ist vielmehr, ob Ihr Unternehmen vorbereitet sein wird, bevor die aktuellen Verschlüsselungsstandards überholt sind.

Was ist Post-Quanten-Kryptografie?

Post-Quanten-Kryptografie (PQC) bezeichnet kryptografische Algorithmen, die so konzipiert sind, dass sie Angriffen sowohl durch klassische als auch durch zukünftige Quantencomputer standhalten.

Die heutige Public-Key-Kryptografie bildet die Grundlage für praktisch jeden Aspekt des digitalen Vertrauens. Dazu gehören Technologien wie:

• RSA
• Kryptografie mit elliptischen Kurven (ECC)
• ECDSA
• EdDSA
• Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch
• Public-Key-Infrastruktur (PKI)

werden zur Sicherung von Webverkehr, VPNs, E-Mail-Kommunikation, Software-Updates, digitalen Zertifikaten, Cloud-Diensten und Identitätssystemen eingesetzt.

Zwar sind diese Algorithmen gegen herkömmliche Rechenangriffe nach wie vor sicher, doch könnten ausreichend leistungsfähige Quantencomputer letztendlich viele davon knacken und damit die Cybersicherheitslandschaft grundlegend verändern.

Warum Post-Quanten-Kryptografie schon heute wichtig ist

Viele Organisationen gehen davon aus, dass sie abwarten können, bis praxistaugliche Quantencomputer verfügbar sind, bevor sie Maßnahmen ergreifen. Eines der größten Risiken besteht jedoch bereits heute.

Die Bedrohung „Jetzt sammeln, später entschlüsseln“

Es wird zunehmend davon ausgegangen, dass Angreifer bereits heute verschlüsselte Daten sammeln, um sie in Zukunft zu entschlüsseln, sobald die Fähigkeiten der Quantencomputer ausgereift sind.

Das bedeutet, dass sensible Informationen, die heute übertragen werden, auch noch Jahre später einem Risiko ausgesetzt sein könnten, wenn sie einen langfristigen Wert haben, darunter:

• Kunden- und Mitarbeiterdaten
• Geistiges Eigentum
• Produktentwürfe und Forschungsergebnisse
• Finanzunterlagen
• Behördliche Informationen
• Gesundheits- und klinische Unterlagen
• Daten zu kritischen Infrastrukturen
• Unterlagen zu Fusionen und Übernahmen

Für Organisationen, die mit Informationen umgehen, deren Vertraulichkeit über das Jahr 2030 hinaus gewahrt bleiben muss, ist das Quantenrisiko bereits heute ein Thema auf Vorstandsebene.

Die Roadmap des NIST für den Übergang zur postquanten Kryptografie

Um Organisationen bei der Vorbereitung zu unterstützen, hat das National Institute of Standards and Technology (NIST) eine Übergangsstrategie für die Abkehr von quantenanfälliger Kryptografie entwickelt.

Zu den wichtigsten Meilensteinen gehören:

2030

• Einführung von PQC-Algorithmen zur Schlüsselerstellung in kritischen Systemen

2031

• Einführung von PQC-Funktionen für digitale Signaturen in kritischen Systemen

Nach 2030

• Quantenanfällige Public-Key-Kryptografie wird schrittweise ausgemustert

Nach 2035

• Kryptografie, die durch Quantencomputer angreifbar ist, wird verboten

2035

• Angestrebter Fertigstellungstermin für die Umstellung der Bundesbehörden auf postquantene Kryptografie

Auch wenn sich diese Fristen derzeit auf die Systeme der US-Bundesbehörden konzentrieren, wird erwartet, dass sie globale Cybersicherheitsrahmenwerke, Industriestandards, Beschaffungsanforderungen und regulatorische Erwartungen beeinflussen werden.

Vom NIST genehmigte quantenresistente Standards

Das NIST hat bereits mehrere Algorithmen ausgewählt, die die Grundlage für die nächste Generation sicherer Kryptografie bilden sollen.

ML-KEM (FIPS 203)

Wird für die Schlüsselaufbau und Verschlüsselung verwendet.

ML-DSA (FIPS 204)

Wird für digitale Signaturen verwendet.

SLH-DSA (FIPS 205)

Alternativer Algorithmus für digitale Signaturen.

HQC

Ein zusätzlicher Algorithmus zur Schlüsselaufstellung, der sich derzeit im Standardisierungsprozess befindet.

Diese Standards werden letztendlich die neuen Bausteine für digitales Vertrauen in Regierungen und Unternehmen weltweit bilden.

Warum PQC mehr ist als ein Sicherheitsprojekt

Viele Organisationen unterschätzen das Ausmaß des Wandels.

Post-Quanten-Kryptografie ist nicht einfach nur ein Software-Upgrade. Es handelt sich um ein groß angelegtes Transformationsprogramm, das Auswirkungen hat auf:

• Plattformen für Identitäts- und Zugriffsmanagement
• PKI-Infrastrukturen
• Zertifikatsdienste
• Zero-Trust-Architekturen
• Cloud-Umgebungen
• VPN-Technologien
• Anwendungen und APIs
• Softwareentwicklungs-Pipelines
• Hardware-Sicherheitsmodule (HSMs)
• Operational-Technology-Umgebungen (OT)

Die Komplexität ist vergleichbar mit großen Cloud-Migrationsprojekten oder Initiativen zur Modernisierung der Unternehmensidentität.

Die geschäftlichen Risiken einer verzögerten Einführung von PQC

1. Langfristige Gefährdung von Daten

Unternehmen setzen sensible Daten möglicherweise bereits durch bestehende Kommunikations- und Speicherpraktiken dem Risiko einer zukünftigen Entschlüsselung aus.

Der Wert gestohlener Informationen reicht oft weit über die Lebensdauer aktueller Verschlüsselungstechnologien hinaus.

2. Technologische Veralterung

Ältere Sicherheitsinfrastrukturen, die auf RSA und ECC basieren, erfordern möglicherweise eine umfassende Neugestaltung, um quantensichere Algorithmen zu unterstützen.

Je länger Unternehmen warten, desto größer ist das Risiko kostspieliger, überstürzter Upgrades.

3. Herausforderungen hinsichtlich der Bereitschaft der Anbieter

Nicht alle Technologieanbieter werden im gleichen Tempo voranschreiten.

Sicherheitsverantwortliche sollten damit beginnen, die PQC-Bereitschaft folgender Akteure zu bewerten:

• Cloud-Dienstleister
• Identitätsanbieter
• Anbieter von Sicherheitstechnologie
• Hersteller von Netzwerkinfrastruktur
• Anbieter von Managed Security Services
• Softwareanbieter

Unternehmen, die die Roadmaps der Anbieter nicht prüfen, könnten später im Verlauf der Umstellung mit Kompatibilitätsproblemen konfrontiert werden.

So sollten sich Unternehmen auf die Post-Quanten-Kryptografie vorbereiten

1. Erstellen Sie ein Kryptografie-Inventar

Der erste Schritt besteht darin, zu erfassen, wo Kryptografie derzeit eingesetzt wird.

Identifizieren Sie quantenanfällige Algorithmen in folgenden Bereichen:

• Anwendungen
• Websites
• APIs
• VPNs
• Cloud-Plattformen
• Identitätsdienste
• Endpunkte
• Netzwerkinfrastruktur

Was man nicht sieht, kann man nicht schützen.

2. Entwicklung einer PQC-Migrationsstrategie

Die Vorbereitung auf die Post-Quantum-Ära sollte in folgende Bereiche integriert werden:

• Programme zur digitalen Transformation
• Initiativen zur Cloud-Migration
• Projekte zur Modernisierung der Identitätsverwaltung
• Infrastruktur-Erneuerungszyklen

Durch frühzeitige Planung lassen sich die Migrationskosten auf bestehende Investitionen verteilen, anstatt sie als zukünftigen Notfall zu behandeln.

3. Bereitschaft von Lieferanten und Anbietern bewerten

Unternehmen sollten frühzeitig den Dialog mit wichtigen Technologiepartnern aufnehmen, um Folgendes zu klären:

• Zeitpläne für die PQC-Unterstützung
• Produkt-Roadmaps
• Upgrade-Anforderungen
• Kompatibilitätsaspekte

Die Bereitschaft der Anbieter sollte zu einem festen Bestandteil der Cybersicherheits-Governance und der Lieferantenüberprüfungsprozesse werden.

4. PKI- und Identitätssysteme priorisieren

Identitäts- und Vertrauensinfrastrukturen werden im Zentrum des Quantenwandels stehen.

Zertifikatsdienste, Authentifizierungsplattformen und PKI-Umgebungen werden voraussichtlich eine umfassende Planung und Neugestaltung erfordern.

5. Kryptografische Agilität umsetzen

Eine der wichtigsten Erkenntnisse aus den Leitlinien des NIST ist die Notwendigkeit kryptografischer Agilität.

Zukünftige Architekturen sollten es Organisationen ermöglichen, kryptografische Algorithmen ohne umfangreichen Entwicklungsaufwand zu ersetzen.

Werden diese Agilität bereits jetzt aufgebaut, werden zukünftige Übergänge deutlich reibungsloser verlaufen.

6. PQC in die Sicherheits-Governance einbeziehen

Die Vorbereitung auf die Post-Quanten-Ära sollte in folgende Bereiche eingebettet werden:

• Cybersicherheitsstrategie
• Überprüfungen der Unternehmensarchitektur
• Risikomanagement in Bezug auf Drittanbieter
• Beschaffungsanforderungen
• Compliance-Planung
• Risikodiskussionen auf Vorstandsebene

Erfolgreiche Unternehmen werden PQC als strategische Risikomanagement-Initiative betrachten und nicht als rein technische Herausforderung.

Fazit

Der Übergang zur Post-Quanten-Kryptografie ist längst keine theoretische Diskussion mehr, die nur Forschungslabors und der Wissenschaft vorbehalten ist. Er entwickelt sich zu einer praktischen Herausforderung für die Cybersicherheit und das Geschäft, der sich jedes Unternehmen letztendlich stellen muss.

Sicherheitsverantwortliche, die sich bereits jetzt darauf vorbereiten, können die Einführung von PQC mit bestehenden Transformationsprogrammen abstimmen, zukünftige Kosten senken und sensible Daten vor neuen Quantenbedrohungen schützen. Wer zu lange zögert, sieht sich möglicherweise mit engen Zeitplänen, erhöhter Komplexität und wachsendem regulatorischem Druck konfrontiert.

Quantencomputer können zwar noch keine Verschlüsselung knacken, doch der Übergang zu quantensicherer Sicherheit hat bereits begonnen. Die Organisationen, die frühzeitig handeln, sind am besten aufgestellt, um ihre Daten zu schützen, die Compliance zu gewährleisten und Cyber-Resilienz für das nächste Jahrzehnt und darüber hinaus aufzubauen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist Post-Quanten-Kryptografie?

Post-Quanten-Kryptografie (PQC) ist eine neue Generation kryptografischer Algorithmen, die so konzipiert sind, dass sie auch gegen Angriffe zukünftiger Quantencomputer sicher bleiben.

Stellt das Quantencomputing heute bereits eine Bedrohung dar?

Nicht direkt. Allerdings können Angreifer bereits heute verschlüsselte Daten sammeln und diese möglicherweise in Zukunft mithilfe von Quantencomputern entschlüsseln, was ein unmittelbares Risiko für Informationen darstellt, die über viele Jahre hinweg vertraulich bleiben müssen.

Welche kryptografischen Algorithmen sind durch Quantenangriffe gefährdet?

RSA, ECC, ECDSA, EdDSA und Diffie-Hellman gehören zu den am häufigsten verwendeten kryptografischen Systemen mit öffentlichem Schlüssel, die voraussichtlich gegenüber ausreichend fortschrittlichen Quantencomputern anfällig sein werden.

Wann sollten Unternehmen mit den Vorbereitungen für PQC beginnen?

Jetzt. Die meisten Organisationen verfügen über komplexe Umgebungen, in denen Kryptografie an Tausenden von Standorten zum Einsatz kommt. Die Migrationsmaßnahmen werden voraussichtlich viele Jahre in Anspruch nehmen.

Was empfiehlt das NIST?

Das NIST empfiehlt Organisationen, damit zu beginnen, kryptografische Ressourcen zu erfassen, Migrationsstrategien zu planen, kryptografische Agilität umzusetzen und sich auf die Einführung von Standards wie ML-KEM, ML-DSA und SLH-DSA vorzubereiten.