NIST veröffentlicht erste standardisierte Post-Quantum-Algorithmen

Peter Shor veröffentlichte 1994 einen der frühesten Algorithmen für Quantencomputer. Sein Algorithmus ermöglicht es, riesige Zahlen schnell zu faktorisieren – eine scheinbar harmlose Superkraft. Da jedoch die Sicherheit digitaler Informationen auf solcher Mathematik beruht, waren die Auswirkungen von Shors Algorithmus revolutionär.

Es wurde lange prophezeit, dass moderne Kryptographie, die universell in den Geräten verwendet wird, die wir jeden Tag benutzen, durch den ersten praktischen Quantencomputer zerstört wird. 2016 startete das US National Institute of Standards and Technology (NIST) einen Wettbewerb zur Entwicklung der ersten post-quantum-kryptographischen Algorithmen. Diese Programme sollten auf heutigen Computern laufen und Angriffe zukünftiger Quantencomputer abwehren.

Aus 82 Einreichungen aus der ganzen Welt hat NIST die Liste 2022 auf vier Finalisten eingegrenzt: CRYSTALS-Kyber, CRYSTALS-Dilithium, Sphincs+ und FALCON. Diese Woche gab NIST bekannt, dass drei davon zu den ersten standardisierten post-quantum Algorithmen geworden sind. Sie werden bis Ende des Jahres einen Standardentwurf für den letzten Algorithmus, FALCON, veröffentlichen.

Die Algorithmen verwenden Gitterbasierte Kryptographie oder alternative hashbasierte Methoden und haben jahrelange Belastungstests durch Sicherheitsexperten bestanden. Die Veröffentlichung enthält Code für die Algorithmen sowie Anleitungen zur Implementierung und deren vorgesehene Verwendung.

Es wird gehofft, dass eine breite Akzeptanz zu Interoperabilität zwischen digitalen Produkten führt und das Risiko von Fehlern verringert. Die ersten Algorithmen sind für allgemeine Verschlüsselung bzw. digitale Signaturen gedacht.

Obwohl es unstrittig ist, dass zukünftige Quantencomputer herkömmliche Verschlüsselung brechen können, bleibt unklar wann dies geschehen wird. Heutige Computer sind noch nicht leistungsstark genug dafür.

NIST entwickelt Backup-Algorithmen als Vorsichtsmaßnahme und arbeitet parallel an alternativen Ansätzen für Verschlüsselung und digitale Signaturen. Es gibt bereits einige Vorreiter wie Signal, WhatsApp und Google Messages, die post-quantum Kryptographie implementiert haben.

Es ist wichtig zu handeln und diese neuen Standards zu nutzen – so NIST-Mathematiker Dustin Moody. Die Zukunft der Datensicherheit hängt davon ab.