Post-Quantum-Kryptografie – Zukunftssichere Verschlüsselung

Unsere digitale Sicherheit beruht heute auf Verfahren, die Daten durch mathematische Probleme schützen – etwa der Faktorisierung großer Zahlen oder der Berechnung diskreter Logarithmen. Diese Verfahren gelten bislang als sicher, weil sie für herkömmliche Computer praktisch unlösbar sind. Doch das ändert sich mit dem Aufkommen der Quantencomputer.

Was heute noch Jahrzehnte halten könnte, kann in wenigen Jahren unbrauchbar werden. Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) bedeutet das: Wer sensible Daten langfristig schützen will, muss sich frühzeitig mit der Post-Quantum-Kryptografie beschäftigen.

Warum Quantencomputer ein Sicherheitsrisiko darstellen

Quantencomputer unterscheiden sich grundlegend von klassischen Rechnern. Statt Bits, die nur 0 oder 1 darstellen, nutzen sie sogenannte Qubits, die durch Überlagerung und Verschränkung mehrere Zustände gleichzeitig einnehmen können. Für bestimmte mathematische Probleme, etwa die Faktorisierung großer Zahlen, wären Quantencomputer klassischen Rechnern grundsätzlich überlegen.

Ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer könnte deshalb gängige asymmetrische Verfahren wie RSA oder ECC (Elliptic Curve Cryptography) brechen. Symmetrische Verfahren wie AES-256 gelten bei ausreichender Schlüssellänge dagegen weiterhin als sicher.

Das führt zu einem neuen Risiko: Daten, die heute verschlüsselt übertragen oder archiviert werden, können bereits jetzt von Angreifern abgefangen und gespeichert werden – in der Hoffnung, sie später mit einem Quantencomputer zu entschlüsseln. Dieses Vorgehen nennt man „Harvest now, decrypt later“.

Was ist Post-Quantum-Kryptografie

Post-Quantum-Kryptografie (PQC) bezeichnet Verschlüsselungs-, Schlüsselaustausch- und Signaturverfahren, die nach heutigem Kenntnisstand auch gegenüber Angriffen mit Quantencomputern sicher sind. Anders als bei Quantenkryptografie, die auf physikalischen Prinzipien beruht, handelt es sich bei PQC um mathematische Verfahren, die auf herkömmlicher Hardware laufen.

Die wichtigsten Ansätze beruhen auf Gitterproblemen (ML-KEM, ML-DSA), Hashfunktionen (SLH-DSA, XMSS/LMS) und fehlerkorrigierenden Codes (HQC, Classic McEliece). Ein Teil davon ist bereits standardisiert. Sie sollen auch in einer Zukunft mit Quantencomputern sichere Kommunikation ermöglichen.

Internationale Entwicklungen

Das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) arbeitet seit Jahren an der Standardisierung quantensicherer Algorithmen. Im August 2024 hat NIST die ersten Standards veröffentlicht: FIPS 203 (ML-KEM, hervorgegangen aus CRYSTALS-Kyber, für den Schlüsselaustausch) sowie FIPS 204 (ML-DSA, aus CRYSTALS-Dilithium) und FIPS 205 (SLH-DSA) für digitale Signaturen. Im März 2025 wurde HQC als weiteres Verfahren für den Schlüsselaustausch ausgewählt.

Die Einführung solcher Standards wird sich auch auf europäische und deutsche Unternehmen auswirken. Große Technologieanbieter – etwa Microsoft, Google oder IBM – integrieren PQC bereits in erste Produkte. Die EU-Mitgliedstaaten haben im Juni 2025 einen gemeinsamen Fahrplan vorgelegt: erste Schritte und nationale Pläne bis Ende 2026, Umstellung von Anwendungen mit hohem Risiko bis Ende 2030, weitgehender Abschluss bis 2035. Das BSI empfiehlt in der Technischen Richtlinie TR-02102-1, Post-Quanten-Verfahren zunächst hybrid, also in Kombination mit klassischen Verfahren, einzusetzen.

Warum das Thema für KMU relevant ist

Viele kleine Unternehmen speichern Daten, die langfristig vertraulich bleiben müssen: Entwicklungsunterlagen, Kundendaten, Vertragsdokumente oder geistiges Eigentum. Wenn diese Daten heute abgefangen werden, könnten sie in wenigen Jahren lesbar sein.

Zudem verlangen bereits geltende Regelungen Kryptografie nach dem Stand der Technik: das BSI-Gesetz für NIS2-Einrichtungen seit Dezember 2025 (§ 30 BSIG) und der Cyber Resilience Act (Verordnung (EU) 2024/2847) für Produkte mit digitalen Elementen, dessen Meldepflichten seit dem 11.09.2026 gelten und dessen übrige Pflichten ab dem 11.12.2027 greifen. Eine ausdrückliche PQC-Pflicht enthalten beide nicht. Nach unserer Einschätzung gehört die Planung einer schrittweisen Umstellung aber in jedes Kryptokonzept.

Was KMU jetzt tun können

• Bestandsaufnahme: Welche Systeme, Anwendungen und Kommunikationswege nutzen heute kryptografische Verfahren?
• Risikobewertung: Welche Daten müssen langfristig vertraulich bleiben (z. B. über 10 Jahre)?
• Strategieentwicklung: Festlegung, welche Bereiche zuerst auf PQC umgestellt werden sollen.
• Technologieauswahl: Beobachtung der NIST-Standards und der BSI-Empfehlungen, Einsatz hybrider Verfahren in neuen Softwareprojekten.
• Schulung: Sensibilisierung der IT-Verantwortlichen und Entscheidungsträger für das Thema.

Der Übergang wird Jahre dauern – doch wer frühzeitig beginnt, vermeidet technische und organisatorische Engpässe. Insbesondere bei langfristigen Investitionen oder neuen IT-Systemen sollte PQC schon heute eingeplant werden.

Praxisbeispiel

Ein anonymisiertes Beispiel: Ein deutsches Ingenieurbüro prüfte seine Kommunikationswege im Hinblick auf zukünftige Kryptostandards. Dabei stellte sich heraus, dass CAD-Dateien und Kundendaten in der Cloud langfristig gespeichert werden. In Zusammenarbeit mit dem IT-Dienstleister wurden erste quantensichere Verschlüsselungsbibliotheken getestet und eine Roadmap für die Migration erstellt.

Das Unternehmen informiert seine Kunden inzwischen aktiv über diese Vorbereitung.

Fazit

Post-Quantum-Kryptografie ist keine ferne Zukunft, sondern eine notwendige Vorbereitung. Wer heute Verschlüsselung nutzt, sollte schon morgen über ihre Zukunftssicherheit nachdenken. KMU, die frühzeitig handeln, schützen langfristig vertrauliche Daten besser und zeigen zugleich, dass sie Informationssicherheit strategisch denken.

Ihr nächster Schritt

Wir unterstützen Sie bei der Bewertung Ihrer kryptografischen Verfahren, entwickeln eine praxisgerechte Migrationsstrategie und begleiten Sie bei der Umstellung auf quantensichere Verfahren.

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