Warum Quantencomputer die Cybersicherheitswelt weiß machen

Da Quantencomputer näher an der Realität sind, schwitzen Experten über ihr Potenzial, viele der heutigen Cybersicherheitstechnologien nutzlos zu machen. Anfang dieses Jahres hat das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology einen Hilferuf zu diesem Thema herausgegeben, und diese Woche hat das Global Risk Institute seine Stimme dem Mix hinzugefügt.

Aufgrund des Quantencomputers gibt es eine Eins-in-sieben-Chance Diese fundamentalen Public-Key-Kryptographie-Tools, die heute verwendet werden, werden bis 2026 durchbrochen werden, warnte Michele Mosca, Mitbegründer des Instituts für Quanten-Computing der Universität von Waterloo und spezieller Berater für Cyber-Sicherheit beim Global Risk Institute. Bis 2031 steigt diese Chance auf 50 Prozent, schrieb Mosca in einem am Montag veröffentlichten Bericht.

"Obwohl die Quantenangriffe noch nicht geschehen, müssen heute kritische Entscheidungen getroffen werden, um auf diese Bedrohungen im Internet reagieren zu können Zukunft ", fügte er hinzu.

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Solche Bedrohungen ergeben sich aus der Tatsache, dass Quantencomputer grundsätzlich anders arbeiten als herkömmliche Computer. Beim traditionellen Rechnen werden Zahlen entweder durch 0 oder 1s dargestellt, aber das Quantenrechnen beruht auf atomaren Einheiten, die Quantenbits oder "Qubits" genannt werden, die gleichzeitig 0 und 1 durch einen Zustand, der als Superposition bekannt ist, sein können. Weitaus mehr Leistung und Effizienz gehören zu den Vorteilen, aber es gibt auch einen Nachteil.

"Eine unbeabsichtigte Konsequenz der Quantenberechnung ist es, einige der kryptografischen Tools zu brechen, die der Cybersicherheit zugrunde liegen", schrieb Mosca.

Zum Beispiel Verschlüsselung verlässt sich auf die Herausforderung, große Zahlen zu faktorisieren, aber die Forscher haben kürzlich gezeigt, was sie als den ersten Fünfatom-Quantencomputer bezeichnen, der in der Lage ist, solche Verschlüsselungsschemata zu knacken.

"Wenn die kryptografischen Grundlagen, auf denen ein Cyber-System aufgebaut ist, grundlegend gebrochen sind, es sei denn, es wird ein Failover-Austausch (der in der Regel Jahre dauern wird) vorhanden sein, das System wird ohne schnelle Lösungen zerfallen ", schrieb Mosca. "Im Moment ist unser Cyber-Immunsystem nicht bereit für die Quantenbedrohung. Es gibt einen ausstehenden tödlichen Angriff, und die Uhr tickt, um das Heilmittel zu entwerfen und zu verwenden, bevor die Bedrohung erkannt wird. "

Kurzfristig muss man arbeiten, um Systeme zu entwickeln, die" kryptographisch agil sind ", sagte Mosca , und kann schnell ein kryptografisches Werkzeug gegen ein anderes austauschen.

Auf längere Sicht werden wir "quantensichere" Kryptographiewerkzeuge brauchen, sagte er, einschließlich Protokolle, die mit herkömmlichen Technologien laufen und Quantenangriffen widerstehen können.

Ein Teil der Bemühungen des NIST wird ein Wettbewerb sein, bei dem die Öffentlichkeit vielversprechende neue kryptographische Methoden entwickeln und testen wird. Inzwischen arbeiten auch private Sicherheitsfirmen an dem Problem. So hat KryptAll beispielsweise vor kurzem eine eigenständige Initiative gestartet mit dem Ziel, bis 2021 ein Produkt zur Verfügung zu haben.