Risiken für die Cybersicherheit durch Quantentechnologien

Berlin: (hib/STO) Potenzielle Risiken für die Cybersicherheit durch Quantentechnologien erläutert die Bundesregierung in ihrer Antwort (20/8104) auf eine Kleine Anfrage der AfD-Fraktion (20/7985). Wie die Bundesregierung darin schreibt, sind Quantentechnologien wie Quantencomputing und Quantenkommunikation „Zukunftstechnologien mit disruptivem Potenzial und besonders vielversprechenden Anwendungsperspektiven“. Obwohl sie sich noch in einem vergleichsweise frühen Entwicklungsstadium befänden, zeichneten sich bereits jetzt innovative Nutzungsmöglichkeiten in Wirtschaft und Gesellschaft ab.

„Sie werden aber auch massive Auswirkungen auf die Informationssicherheit haben“, heißt es in der Antwort weiter. Danach stellt die Entwicklung von leistungsfähigen Quantencomputern aus Sicht der IT-Sicherheit eine Bedrohung dar: Der so genannte Shor-Algorithmus, ein Verfahren der Quanteninformatik, wäre den Angaben zufolge in der Lage, die heute eingesetzte PublicKey-Kryptografie zu brechen. Noch existiere die dafür nötige Quantencomputing-Hardware nicht. Sobald diese jedoch verfügbar sei, „würde dies ein großes Risiko darstellen, da derzeit mit solchen Verschlüsselungsverfahren vertrauliche Kommunikation und sicherheitsrelevante Daten abgesichert werden“. Schon jetzt könnten verschlüsselte Daten abgehört und aufgezeichnet werden, um mit künftigen Quantencomputern entschlüsselt zu werden, wie aus der Vorlage ferner hervorgeht.

Dies macht laut Bundesregierung die Entwicklung und Einführung neuer, quantensicherer kryptografischer Verfahren zwingend erforderlich, die gegenüber Quantencomputern eine mindestens ebenso hohe Sicherheit bieten sollen wie die oben genannten klassischen Verfahren heute. Weitere Informationen dazu fänden sich beispielsweise in dem Leitfaden „Kryptografie quantensicher gestalten“ des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) (bsi.bund.de/PQ-Migration). Die Notwendigkeit der Migration zu Post-Quanten-Kryptografie in Deutschland werde auch im „Handlungskonzept Quantentechnologien“ der Bundesregierung angesprochen (dserver.bundestag.de/btd/20/066/2006610.pdf). Ziel der Bundesregierung sei, bis 2026 eine Strategie zur Migration zu Post-QuantenKryptografie in Deutschland zu erstellen.

Ab wann Quantencomputer tatsächlich in der Lage sein werden, kryptografische Verfahren zu brechen, lässt sich der Antwort zufolge nicht pauschal beantworten. Im staatlichen Hochsicherheitsbereich werde unter der Hypothese gearbeitet, dass Anfang der 2030er Jahre kryptografisch relevante Quantencomputer zur Verfügung stehen werden. Diese Aussage ist laut Bundesregierung nicht als Prognose zur Verfügbarkeit von Quantencomputern zu verstehen, „sondern stellt einen Richtwert für die Risikobewertung dar“. Eine vom BSI veröffentlichte Studie zum „Entwicklungsstand Quantencomputer“ (bsi.bund.de/qcstudie) werde regelmäßig aktualisiert.

Aktuell ist Deutschland im internationalen Vergleich im Bereich der Forschung und Entwicklung zur Quantenkommunikation und der Post-Quanten-Kryptografie laut Bundesregierung „gut aufgestellt“. Das BSI habe frühzeitig erste Empfehlungen zur Migration zu Post-Quanten-Kryptografie gemacht. Die Bundesrepublik verfüge zudem über internationale führende Forschergruppen sowohl in der Erforschung des glasfaserbasierten Quantenschlüsselaustausches als auch in deren Übertragung per Satellit. Erste Quantenkommunikationsprodukte würden bereits angeboten.