Wie Kryptographie in der Post-Quanten-Ära sicher bleibt

Die rasante Entwicklung von Quantencomputern stellt die digitale Sicherheit vor enorme Herausforderungen. Während heutige kryptographische Verfahren noch als sicher gelten, könnte die Rechenleistung von Quantencomputern viele dieser Systeme schon bald kompromittieren. Die Fähigkeit dieser Computer, komplexe mathematische Probleme deutlich schneller zu lösen als klassische Rechner, gefährdet insbesondere Algorithmen, die auf schwer lösbaren Problemen wie der Faktorisierung großer Zahlen oder diskreten Logarithmen basieren. Diese Grundlagen moderner Verschlüsselung könnten in naher Zukunft durch die Quantenrevolution überholt werden.

Obwohl Post-Quanten-Kryptographie (PQC)-Algorithmen bereits intensiv erforscht werden und vielversprechende Ansätze bieten, bleibt eine der größten Herausforderungen bestehen: Seitenkanalangriffe. Diese Art von Angriffen zielt nicht direkt auf die mathematische Struktur von Algorithmen, sondern nutzt physische Signale aus, die bei der Implementierung von Kryptosystemen entstehen. Dazu gehören beispielsweise der Stromverbrauch eines Geräts, Zeitmessungen oder sogar elektromagnetische Emissionen, die Angreifern Hinweise auf geheime Schlüssel geben können. Gerade in einer Welt nach dem Durchbruch der Quantencomputer, in der neue mathematische Verfahren entwickelt werden, bleiben diese physischen Schwachstellen eine erhebliche Bedrohung.

Um dieser Gefahr wirksam zu begegnen, hat die Agentur für Innovation in der Cybersicherheit (Cyberagentur) das Forschungsprogramm „Seitenkanal-resistente Post-Quanten-Kryptologie“ (SCA4PQC) ins Leben gerufen. Ziel des Programms ist es, kryptographische Verfahren zu entwickeln, die nicht nur gegen mathematische Angriffe von Quantencomputern, sondern auch gegen alle bekannten Arten von Seitenkanalangriffen resistent sind. „Die Herausforderung besteht darin, effiziente Gegenmaßnahmen zu entwickeln, die auch künftigen Bedrohungen standhalten können“, so Dr. Matthias Minihold, Referatsleiter Kryptologie der Cyberagentur. Dabei sollen die neuen Kryptosysteme nicht nur theoretisch sicher sein, sondern auch in der Praxis robust gegen reale Angriffsvektoren.

Im Rahmen dieses Forschungsprogramms wird nicht nur an der Weiterentwicklung von PQC-Algorithmen gearbeitet, sondern auch an der Implementierung seitenkanal-resistenter Methoden, die besonders auf energie- und ressourcenschwache Geräte wie Smartphones, IoT-Geräte oder eingebettete Systeme zugeschnitten sind. Der Einsatz solcher Technologien wird in den kommenden Jahren entscheidend sein, um die digitale Infrastruktur auf ein sicheres Fundament zu stellen.

Am 27. November 2024, von 14:00 bis 16:00 Uhr, lädt die Cyberagentur zu einem virtuellen Partnering Event ein, das sich an Fachleute aus den Bereichen Kryptographie, Cybersicherheit und Post-Quanten-Kryptographie richtet. Das Event bietet eine einmalige Gelegenheit, das Forschungsprogramm SCA4PQC im Detail kennenzulernen und sich mit führenden Forscherinnen und Forschern auszutauschen. Die Veranstaltung ist darauf ausgerichtet, Experten zusammenzubringen, um mögliche Konsortien zu bilden und Kooperationen für die bevorstehende Ausschreibung des Forschungsprogramms zu schaffen. Für alle Teilnehmenden bietet sich hier die Möglichkeit, an vorderster Front der Kryptographie zu stehen und gemeinsam Lösungen für die künftigen Herausforderungen der Quanten-Ära zu entwickeln.

Das virtuelle Event bietet nicht nur Raum für den Austausch von Ideen und Forschungsergebnissen, sondern auch für den Aufbau von Netzwerken und Partnerschaften, die entscheidend für den Erfolg des Forschungsprogramms sein könnten. Mit der Teilnahme an dieser Veranstaltung können sich Wissenschaftler, Entwickler und Unternehmen direkt in die Forschung und Entwicklung der nächsten Generation sicherer Kryptosysteme einbringen – und so einen wichtigen Beitrag zur digitalen Sicherheit der Zukunft leisten.

Interessierte können sich ab sofort für das Event anmelden und aktiv dazu beitragen, dass Kryptosysteme auch in der Ära der Quantencomputer sicher bleiben.