Was ist Quantenschlüsselverteilung?
Quantencomputer bedrohen die Datensicherheit
Der Bedarf an quantensicheren Methoden und Technologien zum Schutz sensibler Daten wächst. Experten sagen voraus, dass innerhalb der nächsten zwei Jahrzehnte kryptografisch relevante Quantencomputer auf den Markt kommen werden. Solche Maschinen könnten die heutigen asymmetrischen Schlüsselaustauschverfahren leicht knacken. Die Post-Quanten-Kryptografie (PQC) hat sich als eine Möglichkeit zur Abwehr der Quantenbedrohung herauskristallisiert. Allerdings gewinnt auch die Quantenschlüsselverteilung (QKD) als wirksame Methode zum Schutz sensibler Daten vor zukünftigen Angriffen durch Quantencomputer zunehmend an Bedeutung.
Perfekte Sicherheit durch Quantenschlüsselverteilung
Die Quantenschlüsselverteilung nutzt Quanteneffekte, um sichere Schlüssel zwischen zwei Parteien zu generieren, selbst über überwachte Kanäle hinweg.
Experten sagen voraus, dass innerhalb der nächsten zwei Jahrzehnte Quantencomputer entwickelt werden, die klassische kryptografische Algorithmen knacken können.
QKD nutzt physikalische Gesetze zur Sicherung von Daten
Die Quantenschlüsselverteilung nutzt Quanteneffekte wie das No-Cloning-Theorem und Heisenbergs Unschärferelation, um sichere Schlüssel auszutauschen.
QKD: Von der Forschung zur praktischen Anwendung
Bereits 1984 wurde die Quantenschlüsselverteilung unter Verwendung diskreter Variablen (DV-QKD) experimentell demonstriert. Das BB84-Protokoll wird bis heute verwendet und wurde für kommerzielle QKD-Systeme angepasst. Bei DV-QKD werden die Informationen, die zur Generierung eines gemeinsamen Schlüssels verwendet werden, in der Polarisation einzelner Photonen kodiert. Im Gegensatz dazu verwendet die kontinuierlich variable QKD (CV-QKD) schwach kohärente Zustände. Wenn ein Angreifer den Kanal abfängt, werden die Quantenzustände gestört. Durch den Vergleich der gesendeten und empfangenen Zustände können Sender und Empfänger das Abhören erkennen.
QKD schützt vor „harvest-now, decrypt-later”-Angriffen
Adva Network Security beteiligt sich an der Entwicklung von QKD-Lösungen, die Angreifer daran hindern sollen, verschlüsselten Datenverkehr abzufangen.
Was ist effektiver – QKD oder PQC?
Die Quantenschlüsselverteilung bietet einen nachweislich sicheren Schlüsselaustausch, stellt jedoch erhebliche operative Herausforderungen dar. Als Punkt-zu-Punkt-Technologie erfordert QKD erhebliche Investitionen, um über nationale und internationale Netzwerke skaliert zu werden. Darüber hinaus hängt die End-to-End-Schlüsselerzeugung von speziellen Schlüsselverwaltungssystemen ab. Forscher arbeiten auch daran, die maximale Verbindungsentfernung von QKD zu verlängern, die nach wie vor begrenzt ist. Die Post-Quanten-Kryptografie hingegen ist eine leichter zu implementierende softwarebasierte Lösung. Allerdings haben Kandidaten im Standardisierungsprozess des NIST gravierende Schwächen offenbart, sodass viele Experten hybride Schlüsselaustauschmodelle empfehlen, die die Vorteile von PQC und QKD nutzen.
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