Post-Quantum-Kryptographie Quantencomputer: Warum Abwarten bei Sicherheit keine Option ist

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Unternehmen stehen vor einer neuen Gefahrenklasse: Quantencomputer werden in der Lage sein, heutige Verschlüsselungsverfahren zu brechen – insbesondere asymmetrische Algorithmen wie RSA oder ECC. Angreifer speichern sensible Daten mit dem Ziel, sie zukünftig mithilfe von Quantencomputern zu entschlüsseln.

Die Bedrohung ist nicht theoretisch, sondern bereits praktisch relevant. Verschlüsselte Daten, die heute gespeichert oder abgefangen werden, könnten in fünf oder zehn Jahren entschlüsselt werden, sobald Quantencomputer die notwendigen Rechenkapazitäten erreichen. Dieses Szenario wird als „Store Now, Decrypt Later“ bezeichnet. Angreifer sammeln schon jetzt Daten, um sie zu einem späteren Zeitpunkt zu entschlüsseln. Demnach sollten alle Daten, die auch in fünf Jahren noch schützenswert sind, gegen diese Gefahr abgesichert werden. Das gilt besonders für Forschungsunterlagen, staatliche Geheimnisse oder langfristige Vertragswerke.

Klassische Verfahren reichen hierfür nicht mehr aus. Die klassischen Public-Key-Verfahren wie RSA oder elliptische Kurven basieren auf mathematischen Problemen, die für heutige Computer als praktisch unlösbar gelten, etwa die Faktorisierung großer Primzahlen (RSA) oder die Berechnung diskreter Logarithmen (ECC). Quantencomputer werden diese mithilfe des Shor-Algorithmus aushebeln und so die Verfahren vollständig brechen. Auch symmetrische Verschlüsselung wie AES ist betroffen, aber weniger stark. Der Grover-Algorithmus halbiert die effektive Schlüssellänge. Deshalb werden längere Schlüssel empfohlen.

Quantencomputer: Sicher in die Post-Quanten-Ära

Die Lösung liegt in der rechtzeitigen Migration auf Post-Quantum-Kryptographie (PQC) – also Verschlüsselungsverfahren, die auch Quantencomputern standhalten. Diese Algorithmen basieren auf mathematischen Problemen, die auch mit Quantenrechnern nicht effizient lösbar sind, darunter gitterbasierte (zum Beispiel CRYSTALS-Kyber, Dilithium, Falcon), hashbasierte (SPHINCS+) und codebasierte Verfahren (Classic McEliece). Seit 2024 hat das US-amerikanische NIST erste PQC-Standards veröffentlicht, die klassische Verfahren wie RSA und ECC ablösen sollen – und die auf heutiger Hardware sofort einsetzbar sind.

Bevor technische Maßnahmen greifen können, braucht es jedoch ein grundlegendes Awareness-Programm. Entscheidungsträger und Fachbereiche müssen verstehen, warum die Bedrohung schon heute real ist, was „Store now, decrypt later“ konkret bedeutet und welche Folgen Untätigkeit für Vertraulichkeit, Compliance und Reputation haben kann. Ohne dieses Bewusstsein erhält PQC in Organisationen nicht die notwendige Priorität. Darauf aufbauend empfiehlt sich ein strukturiertes Vorgehen zum Aufbau der Sicherheit in vier Schritten:

1. Bestandsaufnahme (Kryptoinventur)

Der erste Schritt ist ein vollständiges Krypto-Inventar. Ziel ist es, systematisch zu erfassen, welche kryptografischen Verfahren, Protokolle und Anwendungen aktuell im Einsatz sind – und wo Handlungsbedarf besteht. Dazu gehören:

• Systeme & Umgebungen: On-Premise-Systeme, Cloud-Dienste, Client-Server-Anwendungen, eingebettete Systeme (z. B. Steuergeräte, Maschinen, Medizingeräte), mobile und IoT-Komponenten. 
• Kommunikationskanäle: Web- und API-Traffic (TLS/HTTPS, gRPC-TLS), VPN-Tunnel (IPsec, WireGuard, OpenVPN), Remote-Zugriffe (SSH, RDP), E-Mail (SMTPS, STARTTLS, S/MIME, PGP), Maschinen-zu-Maschinen-Kommunikation (MQTT, AMQP), Datenreplikation und Storage (TLS-DB-Replika, S3-HTTPS).
•  Veraltete oder proprietäre Protokolle: Hierzu gehören Zigbee, BLE, Z-Wave, CAN-Bus und Modbus. Diese sind oft schwer zu aktualisieren und benötigen Migrations- oder Kompensationsstrategien. 
• Schlüsselmaterial & Abhängigkeiten: Zertifikate, HSM-/KMS-Instanzen, Secrets-Manager, TPMs, Authentifizierungsmechanismen (JWT, SAML, OAuth, Code-Signing) sowie eingesetzte Kryptobibliotheken (OpenSSL, Bouncy Castle, mbedTLS).

Das Ergebnis ist ein klar dokumentiertes Krypto-Inventar mit Algorithmen, Schlüsselgrößen, Zertifikatslaufzeiten und Fallback-Mechanismen. Es bildet die belastbare Grundlage für Risikoanalysen und die Planung der PQC-Migration.

2. Risikobewertung

Priorisieren Sie Systeme und Daten nach Schutzbedarf und ihrem Lebenszyklus (lange Nutzungsdauer und Schutzbedarf über Jahre oder Jahrzehnte). Besonders betroffen sind Daten mit langfristigem Schutzbedarf, zum Beispiel Geschäftsgeheimnisse, personenbezogene Daten oder sicherheitskritische Software, da sie durch „Store now, decrypt later“-Angriffe bereits heute gefährdet sind.

3. Erste Maßnahmen und Krypto-Agilität

Beginnen Sie mit hybriden Verfahren, die klassische und quantensichere Algorithmen parallel kombinieren, etwa ECDHE zusammen mit ML-KEM. Solche Lösungen verringern das Risiko, sichern Interoperabilität und ermöglichen eine schrittweise Umstellung. Gleichzeitig sollten Systeme so gestaltet werden, dass kryptografische Verfahren ohne großen Aufwand austauschbar sind – Krypto-Agilität ist der Schlüssel.

4. Roadmap für die Migration

Starten Sie mit Pilotprojekten in klar abgegrenzten Bereichen, zum Beispiel innerhalb der PKI oder bei VPN-Gateways, und evaluieren Sie Performance und Kompatibilität. Nutzen Sie die Erkenntnisse, um eine skalierbare Roadmap zu entwickeln, die den kontrollierten Rollout von PQC in der gesamten Organisation sicherstellt.

Quantencomputer: Jetzt handeln, um morgen sicher zu sein

Die Zeit zum Handeln ist jetzt. Unternehmen dürfen nicht darauf warten, dass skalierte Quantencomputer marktreif sind – denn wer erst dann reagiert, hat bereits verloren. Die Einführung quantensicherer Kryptografie ist kein einmaliges IT-Projekt, sondern ein strategischer Transformationsprozess, der heute angestoßen werden muss.

Der Weg ist klar: Es beginnt mit gezielter Awareness im Unternehmen, gefolgt von einer strukturierten Readiness-Analyse und dem Aufbau von Krypto-Agilität. Darauf aufbauend lassen sich gezielte Pilotprojekte umsetzen und eine belastbare Migrations-Roadmap entwickeln. Parallel dazu braucht es ein kontinuierliches Monitoring regulatorischer Anforderungen und technologischer Entwicklungen.Wer diesen Weg jetzt konsequent beschreitet, sichert nicht nur seine Daten – sondern auch Vertrauen, Wettbewerbsfähigkeit und Zukunftsfähigkeit.