Quantencomputer: Gefahr für die Datensicherheit oder wissenschaftliche Innovation

Bachelor Studiengang IT Security

Ing. Kathrin Lang, BSc

Betreuer: FH-Prof. Univ.-Doz. Dipl.-Ing. Dr. Ernst Piller

Ausgangslage

Die Verschlüsselung von Daten garantiert deren Sicherheit und Geheimhaltung. Aus genau diesem Grund ist sie aus dem heutigen Alltag eigentlich nicht mehr wegzudenken - egal, ob beim Versenden von Mails, dem Überweisen der Miete oder bei Tätigkeiten, bei denen kein klassischer Computer benötigt wird, wie dem Bezahlen mit Bankomatkarte.

Jeder Mensch führt diese und andere Tätigkeiten im täglichen Leben durch, aber die wenigsten denken bewusst darüber nach, wie die Daten dabei gesichert und verschlüsselt werden. Noch weniger sind sich bewusst, dass nach aktueller Prognose eben diese alltäglich verwendeten Verschlüsselungsverfahren und somit alle Verfahren, die diese verwenden, in voraussichtlich 10 bis 15 Jahren nicht mehr sicher sein werden. Der Grund hierfür ist der immer größer werdende Hype um das Thema Quantencomputer. Immer mehr Länder und Unternehmen arbeiten an einer schnell voranschreitenden Entwicklung von Quantencomputern und deren Anwendungen.

Ein Quantencomputer ist allerdings in der Lage, sämtliche heute als sicher geltende asymmetrische Verschlüsselungen innerhalb kürzester Zeit zu entschlüsseln. Trotz der Bedrohung für heute gängige Verschlüsselungsverfahren, sollte die Entwicklung von Quantencomputern nicht ausschließlich als negativ angesehen werden. Gerade auf dem Gebiet der IT Security bieten Quantencomputer einige Innovationen, welche die Sicherheit von Daten verbessern können.

Ziel

Das Ziel dieser Arbeit liegt darin, aufzuzeigen, wo Handlungsbedarf besteht, um diese Risiken zu vermeiden beziehungsweise die Innovationen so früh wie möglich nutzen zu können.

Es soll einerseits aufgezeigt werden, wo neue quantensichere Algorithmen und Verfahren benötigt werden, um Daten auch im Zeitalter von Quantencomputern weiterhin sicher übertragen und speichern zu können. Andererseits soll aber auch bewusst gemacht werden, welche Innovationen zukünftig genutzt werden könnten, um Daten besser zu schützen.

Ergebnis

Auf der einen Seite werden in dieser Arbeit einige weit verbreitete oder alltägliche Verfahren und Tätigkeiten, die asymmetrische Verschlüsselung verwenden, aufgelistet. Dabei werden deren Schwachstellen gegenüber Quantencomputern, deren Anwendungsgebiete und mögliche Wege, diese quantensicher zu machen beschrieben.

Auf der anderen Seite werden einige Innovationen durch Quantencomputer aufgelistet. Zusätzlich wird die Funktionsweise dieser kurz erklärt sowie deren potenzieller Nutzen angeführt.