Ein Quantencomputer ist eine spezielle Art von Computer, der Besonderheiten der Quantenmechanik nutzt, um bestimmte Rechenaufgaben schnell zu lösen, die von klassischen Computern nur sehr langsam zu bewältigen sind. Was für einige Bereiche vorteilhaft ist, ist für die IT-Sicherheit eine Katastrophe: so gut wie alle heutzutage eingesetzten kryptografischen Verfahren können von Quantencomputern gebrochen werden.

Schon heute arbeiten Unternehmen wie IBM und Google sowie staatliche Akteure daran, den ersten praxistauglichen Quantencomputer zu entwickeln. Ein Ende dieser Entwicklung ist zwar heute noch nicht absehbar, alle Experten gehen jedoch davon aus, dass der Tag kommen wird, an dem Quantencomputer verfügbar sein werden. Schätzungen gehen dabei aktuell von Zeiträumen zwischen 5 und 15 Jahren aus. Spätestens bis dahin müssen Unternehmen und Organisation weltweit ihre kryptographischen Verfahren auf sogenannte Post-Quanten-Kryptographie umstellen.

Diese Umstellung ist jedoch keine kurzfristige und schnell zu realisierende Maßnahme, sondern ist technisch hochkomplex und wird einige Zeit in Anspruch nehmen. Insbesondere für langlebige oder sehr komplexe Produkte, beispielsweise bei Fahrzeugen, Medizinprodukten, industrielle Anlagen oder Finanzsystemen, ist von einer mehrjährigen Umstellungsdauer auszugehen. Die größten technischen Herausforderungen sind dabei insbesondere deutlich längere Schlüssel, sowie deutlich schlechtere Performance und mangelnde Hardwareunterstützung der neuen Post-Quanten-Verfahren.

Unternehmen müssen frühzeitig sicherstellen, dass alle relevanten Systemkomponenten mit diesen veränderten Rahmenbedingungen umgehen können. Neben dem Handlungsdruck aufgrund der technischen Komplexität, werden auch rechtliche und regulatorische Vorgaben Unternehmen und Organisation zum Handeln zwingen.

Heutzutage eingesetzte kryptographische Verfahren können in zwei Gruppen eingeteilt werden. Einerseits sind symmetrische Verfahren etabliert, in dem Absender und Empfänger den gleichen Schlüssel nutzen. Anderseits werden asymmetrische Verfahren eingesetzt, bei denen Absender und Empfänger unterschiedliche Schlüssel verwenden – einen öffentlichen und einen privaten.

Da symmetrische Verfahren zwingend einen vorherigen, sicheren Schlüsselaustausch verlangen, sind asymmetrische oder Public-Key-Verfahren das Security-Fundament unserer gesamten digitalen Welt. Quantencomputer werden allerdings in der Lage sein, alle der heute verwendeten Public-Key-Verfahren vollständig sowie irreversibel zu brechen und somit die Sicherheit der gesamten digitalen Infrastruktur zu bedrohen.

Post-Quanten-Kryptographie ist dafür entwickelt, auf klassischen Computersystemen implementiert zu werden. Diese Verfahren schützen sowohl gegen Angriffe mit Quantencomputern sowie klassischen Angriffen. Entsprechend ist kein Quantencomputer nötig, um Post-Quanten-Kryptographie zu implementieren und aktiv einzusetzen.