Migration auf Post-Quanten-Kryptografie Wer auf den Quantencomputer wartet, migriert zu spät

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Leistungsfähige Quantencomputer sind noch Zukunftsmusik, die Umstellung auf Post-Quanten-Kryptografie ist es nicht. Sie dauert Jahre, denn Kryptografie steckt tief und an vielen Stellen in der IT. Wer jetzt beginnt, baut die Umstellung in ohnehin anstehende Modernisierungen ein, statt später unter Zeitdruck nachzurüsten.

Quantencomputer, die aktuelle Verschlüsselungsverfahren brechen können, gibt es zwar noch nicht, doch Cyberkriminelle bereiten sich jetzt schon auf ihr Kommen vor: Sie erbeuten verschlüsselte Daten in der Erwartung, sie künftig entschlüsseln zu können. „Harvest now, decrypt later“ nennt sich diese Angriffsmethode, und sie bedroht insbesondere Informationen, die auch in vielen Jahren noch vertraulich bleiben müssen: Konstruktionsunterlagen, Vertragsdaten oder geheime Kommunikation. Einmal erbeutet, lassen sie sich nicht mehr nachträglich schützen. Das zeigt: Unternehmen können mit der Migration auf Post-Quanten-Kryptografie (PQC), also auf quantenresistente kryptografische Verfahren, nicht warten, bis tatsächlich leistungsfähige Quantencomputer verfügbar sind.

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Die nötigen Algorithmen sind bereits vorhanden

Es gibt aber noch einen zweiten Grund, warum die Migration am besten jetzt schon startet: Sie wird voraussichtlich viel Zeit in Anspruch nehmen. Ihre größte Herausforderung liegt dabei gar nicht in der Mathematik, denn die benötigten quantensicheren Algorithmen sind bereits vorhanden. Die Krux liegt vielmehr in der Implementierung dieser Verfahren in die bestehenden IT-Landschaften. Kryptografie steckt heute tief und an vielen Stellen in IT-Systemen, von Kommunikationsverbindungen über die Authentifizierung bis hin zu digitalen Signaturen. Die neuen Verfahren müssen deshalb über viele verschiedene Komponenten und Ebenen hinweg umgesetzt werden.

Einen Vorgeschmack darauf geben die Einführungen neuer TLS-Versionen aus der Vergangenheit. Sie nahmen bereits deutlich mehr als vier Jahre in Anspruch. Die Migration auf Post-Quanten-Kryptografie dürfte noch einmal deutlich länger dauern, weil Kryptografie den gesamten IT-Stack betrifft: von Firmware und Bios über Betriebssysteme und Treiber bis hin zu Anwendungen und Datenbanken. Hinzu kommt, dass die neuen Verfahren teilweise mehr Speicher und Rechenleistung benötigen und sich deshalb auf älterer Hardware unter Umständen gar nicht mehr einsetzen lassen.

Vorbereitung auf das Quantencomputing

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Der Übergang wird schrittweise stattfinden

Dass die Migration jetzt beginnen sollte, zeigen auch die Roadmaps und Empfehlungen, die Behörden und Organisationen bereits veröffentlicht haben. So hat etwa die Europäische Union 2025 einen koordinierten Fahrplan für den Übergang zur Post-Quanten-Kryptografie vorgelegt. Er sieht nationale Migrationsstrategien bis Ende 2026 und die Umstellung von Anwendungen mit hohem Risiko bis Ende 2030 vor; bis 2035 soll die Migration abgeschlossen sein. Auch das BSI hat bereits konkrete Empfehlungen für den Übergang zu quantensicheren kryptografischen Verfahren vorgelegt.

Dieser Übergang wird schrittweise erfolgen, denn nicht sämtliche Systeme, Komponenten und Kommunikationspartner lassen sich auf einen Schlag migrieren. Sie sind teilweise voneinander abhängig, und auch die nötige Unterstützung durch Hersteller und Anbieter wird nicht überall zum gleichen Zeitpunkt verfügbar sein. Deshalb wird es eine längere Übergangsphase geben, in der klassische und quantensichere Verfahren parallel zum Einsatz kommen.

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Was können Unternehmen konkret tun?

Aber was können Unternehmen jetzt schon konkret tun? Zunächst können sie sich einen Überblick darüber verschaffen, welche Daten und Anwendungen besonders schützenswert sind und wie lange deren Vertraulichkeit gewährleistet sein muss. Auf dieser Grundlage lässt sich priorisieren, welche Systeme zuerst auf Post-Quanten-Kryptografie umgestellt werden sollten. Bei selbst entwickelter Software können Unternehmen die notwendigen Anpassungen selbst vorantreiben. Bei Standardsoftware und Infrastruktur sollten sie dagegen prüfen, von welchen Software- und Systemlieferanten sie abhängig sind und welche Roadmaps diese für die Unterstützung von PQC verfolgen. Bei anstehenden Modernisierungen und neuen Investitionen können sie schließlich selbst Einfluss nehmen, indem sie darauf achten, dass die eingesetzte Hardware und Software die künftigen quantensicheren Verfahren unterstützt.

Gerade der Hardware kommt dabei eine besonders wichtige Rolle zu. Die IT-Infrastruktur bildet die „Root of Trust“ eines Systems: Sie muss die Grundlage dafür legen, dass die darüberliegenden Ebenen überhaupt als vertrauenswürdig gelten können. Das betrifft unter anderem BIOS und Firmware. Deren Signaturen müssen künftig ebenfalls mit quantensicheren Verfahren geprüft werden, damit ein Angreifer keine manipulierte Version einschleusen kann. Gelingt ihm das, startet das System unter Umständen bereits mit einer kompromittierten Vertrauensbasis. Die quantensicheren Schutzmechanismen von Betriebssystemen, Datenbanken und Anwendungen darüber können dann ihre Wirkung nicht mehr vollständig entfalten.

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Bei neuer Hardware auf „PQC-Readiness“ achten

Für Unternehmen bedeutet das allerdings nicht, dass sie ihre bestehende Infrastruktur jetzt vorschnell komplett austauschen müssen. Vielmehr können sie die regulären Erneuerungszyklen nutzen, um die Umstellung schrittweise voranzubringen. Server und andere Infrastrukturkomponenten bleiben typischerweise vier oder fünf Jahre im Einsatz und werden anschließend ohnehin modernisiert oder ersetzt. Steht ein solcher Tech Refresh an, sollten Unternehmen bei der Auswahl neuer Systeme deshalb nicht nur klassische Kriterien wie Leistung, Kapazität oder Energieeffizienz berücksichtigen, sondern auch auf das Label „PQC-ready“ achten. Auf diese Weise können sie ihre Infrastruktur im Zuge ohnehin anstehender Modernisierungen schrittweise auf die neuen Anforderungen vorbereiten.

Doch was bedeutet „PQC-ready“ bei Hardware konkret? Zunächst muss sie über die notwendigen Ressourcen verfügen, um die neuen kryptografischen Verfahren zu unterstützen. Da diese Verfahren zunächst in die jeweilige Firmware, das BIOS und andere hardwarenahe Software integriert und an die konkreten Plattformen angepasst werden müssen, ist ihre Unterstützung bei heute bereits verfügbaren Hardwaregenerationen teilweise noch nicht vorhanden. Sie kann bei entsprechend vorbereiteten Plattformen über spätere Software- und Firmware-Updates nachgezogen werden. Bei der Beschaffung sollten Unternehmen deshalb prüfen, welche PQC-Unterstützung der Hersteller für die jeweilige Hardwaregeneration bereits anbietet und welche weiteren Updates vorgesehen sind. In künftigen Hardwaregenerationen kann die PQC-Unterstützung dann unter Umständen bereits zum Zeitpunkt der Markteinführung integriert sein.

Risiko für heutige Verschlüsselung

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Wichtig ist, jetzt mit der Vorbereitung zu beginnen

Mit der PQC-Migration zu warten, bis es tatsächlich leistungsfähige Quantencomputer gibt, wäre die falsche Strategie. Daten werden bereits heute für eine spätere Entschlüsselung abgegriffen, während die Umstellung der IT selbst Jahre dauern wird. Anlass für hektischen Aktionismus gibt es dennoch nicht. Entscheidend ist, jetzt mit der Vorbereitung zu beginnen, damit sich der Übergang planvoll gestalten und Schritt für Schritt steuern lässt.

Über den Autor: Arne Lehfeldt ist Advisory Solutions Architect und CTO Ambassador bei Dell Technologies.

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