Mit der technologischen Revolution entwickeln sich auch die Hacker mit innovativen Cybersicherheitslösungen weiter. Nach Angaben von ExpressVPN arbeiten heutzutage zahlreiche Ingenieure, Mathematiker und Physiker aktiv an neuen Möglichkeiten der Quantenverschlüsselung. Lassen Sie uns einen Blick auf die wichtigsten Vorteile und Schwierigkeiten bei der Realisierung eines solchen Schutzes werfen.
Was versteht man unter Kryptografie?
Kryptografie ist ein Mittel zum Schutz von Daten vor Eindringlingen. Existenzgründer, Start-ups und etablierte Unternehmen können mit dieser alle Informationen auf Ihren Geräten schützen, von Webkonferenzen bis zum individuellen Browserverlauf. Die Daten werden mit Algorithmen verschlüsselt, für deren Entschlüsselung ein eindeutiger Schlüssel erforderlich ist. Die Verwendung eines einzigen privaten Schlüssels, d. h. einer bestimmten Bitfolge zur Ent- und Verschlüsselung, wird als symmetrische Kryptografie bezeichnet. Die Verwendung von öffentlichen Schlüsseln für die Verschlüsselung und privaten Schlüsseln für die Entschlüsselung, die jeweils von Zufallszahlengeneratoren auf der Grundlage von Algorithmen erzeugt werden, nennt man asymmetrische Kryptografie.
Eine vollständige Zufälligkeit ist mit klassischen Mitteln nur schwer zu erreichen, aber mit Hilfe der Quantenphysik kann sie erzielt werden.
Quantenschlüsselverteilung
Es gibt zwei Methoden, die es großen Quanten- und klassischen Computern ermöglichen, vertrauliche Informationen zu verbergen.
- Methode Nr. 1: Wiederherstellung des Schlüssels, der in der Phase der Schlüsselaushandlung erzeugt wurde.
- Methode Nr. 2: Unterbrechung des Verschlüsselungsalgorithmus.
Die Quantenschlüsselverteilung (QKD) ist ein quantenkryptografischer Low-Level-Algorithmus zur Erzeugung unknackbarer Schlüssel. QRC ermöglicht die Schlüsselaushandlung, einschließlich der bekannten Protokolle BB84 und E91. 2017 hat ein chinesisches Team bewiesen, dass es möglich ist, Daten zwischen Satelliten mit symmetrischer Kryptografie und AAC sicher zu übertragen.
AAC allein kann jedoch nicht alle Sicherheitsanforderungen erfüllen. Es gibt jedoch andere Mechanismen zur Verbesserung der Sicherheit, indem „quantensichere“ Verschlüsselungsalgorithmen verwendet werden. Diese beruhen auf der Lösung mathematischer Probleme und nicht auf den Gesetzen der Quantenphysik.
Grenzen der Quanteninformatik
Die wichtigste Aufgabe besteht nun darin, möglichst fehlertolerante Qubits (Informationsspeicherzellen in einem Quantencomputer) zu schaffen, um die Fähigkeiten des Quantencomputers zu erhöhen. Technologiegiganten wie Google, Amazon, IBM und Honeywell investieren bereits in die Lösung dieses Problems.
Derzeit werden Quantencomputer für einzelne Quantenlogik-Gatter programmiert (die Grundelemente eines Quantencomputers, die Eingangszustände von Qubits nach einem bestimmten Gesetz in Ausgangszustände umwandeln). Dies mag für kleine Quantencomputer akzeptabel sein, wird aber zu einem Problem, wenn eine große Anzahl von Qubits verwendet wird. IBM und Classiq entwickeln mehr und mehr Datenabstraktionsmechanismen, um Entwicklern die Anwendung der Quantentechnologie auf reale Probleme zu ermöglichen.
Um komplexe Aufgaben, einschließlich Fehlerkorrekturverfahren, zu implementieren, müssen Unternehmen sicherstellen, dass sie große Mengen von Qubits kontrollieren können. Dies erfordert eine niedrige Latenzzeit und den Einsatz von CMOS-basierten adaptiven Rückkopplungsregelungen.
Die Frage der Erhöhung der Anzahl der Qubits in einem Quantenchip ist noch offen. Die Entwicklung von Chips mit mehreren Qubits, die mit Millionen von Drähten auf einer Platine verbunden sind, ist derzeit schwer vorstellbar.
Anwendungen der Quanteninformatik für die Cybersicherheit
Forscher und Analysten sind bestrebt, eine sichere Quantenverschlüsselung zu entwickeln. Laut American Scientist erforscht das US National Institute of Standards and Technology derzeit 69 neue Methoden, die als Post-Quantum-Kryptographie bekannt sind. Die Quanteninformatik ist eine gute potenzielle Lösung für Cybersicherheits- und Verschlüsselungsprobleme. Daher sollte jede sicherheitsorientierte Organisation ein klares Verständnis von Krypto-Flexibilität haben.
Die Quantenrevolution ist jedoch höchst unberechenbar. Obwohl die Aussicht auf die Implementierung von fehlertoleranten Quantencomputern noch nicht Realität ist, sind die derzeitigen Quantentechnologien immer noch sehr effektiv bei der Verbesserung der Privatsphäre und der Kommunikationssicherheit. Unternehmen sollten über die Entwicklung innovativer Strategien nachdenken und auf die kommende Quantenrevolution vorbereitet sein. Dem Thema Sicherheit widmet man allgemein eine große Rolle. Ebenso wie man versucht hat mit der Blockchain-Technologie mehr Vertrauen und Transparenz aufzubauen, so versucht man mit der Quantentechnologie mehr Sicherheit zu schaffen.
Fazit
Es liegt auf der Hand, dass die Cybersicherheit einem Unternehmen potenzielle Möglichkeiten bietet, seine Kunden besser zu bedienen. Cyber-Bedrohungen gibt es in vielen Formen, Größenordnungen und Komplexität, und sie entwickeln sich ständig weiter. Cyberangriffe verursachen Unternehmen große finanzielle Verluste und schwere Schäden. Daher ist es für Unternehmen und Entrepreneure wichtig, eine Ausgangsbasis zu schaffen, um wichtige Komponenten zu ermitteln, die in jede Methode des Cybersicherheitsrisikomanagements einbezogen werden können. Ausnahmslos jeder Mitarbeiter in jedem Unternehmen sollte zumindest mit den Grundprinzipien der Cyber-Hygiene vertraut und in der Lage sein, sie praktisch anzuwenden.
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