Post-Quantum-Cryptography

Infineon entwickelt Kryptographiechip zum Schutz vor Quantencomputern

| Redakteur: Sebastian Gerstl

Infineon hat die erste Post-Quantum-Kryptographie-Implementierung auf einem kontaktlosen Sicherheitschip, der üblicherweise für Ausweisdokumente verwendet wird, erfolgreich realisiert. Es ist damit das erste Unternehmen, dass einen Sicherheitschip anbietet, welcher der massiven rechenleistung von Quantencomputern standhalten soll.
Infineon hat die erste Post-Quantum-Kryptographie-Implementierung auf einem kontaktlosen Sicherheitschip, der üblicherweise für Ausweisdokumente verwendet wird, erfolgreich realisiert. Es ist damit das erste Unternehmen, dass einen Sicherheitschip anbietet, welcher der massiven rechenleistung von Quantencomputern standhalten soll. (Bild: Infineon)

Quantencomputer besitzen aufgrund ihrer immensen Rechenleistung das Potenzial, allein durch Brute Force verschiedene aktuell verwendete Verschlüsselungsalgorithmen zu knacken. Um vor zukünftigen Attacken durch Quantencomputer sicher zu sein, präsentiert Infineon erstmals einen Sicherheitschip für Post-Quantum-Cryptography (PQC).

Angriffe auf aktuelle Verschlüsselungsmechanismen mit Hilfe von Quantencomputern könnten innerhalb der nächsten 15 bis 20 Jahre Realität sein. Sobald verfügbar, könnten Quantencomputer bestimmte Berechnungen wesentlich schneller als heutige Computer lösen und sogar die derzeit besten Sicherheitsalgorithmen wie RSA und ECC brechen. Zahlreiche Internetstandards wie Transport Layer Security (TLS), S/MIME, PGP, und GPG nutzen RSA oder ECC für den gesicherten Austausch von Schlüsseln. Auf dieser Basis wird die Übertragung von Daten durch Smart Cards, Computer, Server oder industrielle Steuerungssysteme geschützt. Onlinebanking auf „https“-Seiten oder die Verschlüsselung von Textnachrichtendiensten („Instant Messaging“) über das Mobiltelefon sind bekannte Beispiele hierfür.

„Das Phantom Quantencomputer versetzt Wissenschaft und IT-Branche in Aufruhr“, sagte Thomas Pöppelmann aus der Chip Card & Security Division von Infineon, der an der Entwicklung des New Hope-Algorithmus mitgewirkt hat. „Wir bei Infineon sind stolz darauf, erstmals Post-Quantum-Kryptographie auf kontaktlose Smart Cards übertragen zu haben. Die kleine Chipgröße und der begrenzte Speicherplatz zum Ablegen und Ausführen eines so komplexen Algorithmus wie auch die Übertragungsgeschwindigkeit waren herausfordernd.“

Speichergröße des Chips und Rechenzeit sind essentiell

Die Sicherheitsexperten von Infineon in der Münchener Zentrale und im Kompetenzzentrum für Kontaktlostechnologien im österreichischen Graz implementierten ein System für den Post-Quantum-Schlüsselaustausch auf einem kommerziell verfügbaren kontaktlosen Sicherheitschip. Schlüsselaustauschverfahren werden genutzt, um einen verschlüsselten Kanal zwischen zwei Parteien zu herzustellen. Der eingesetzte Algorithmus ist eine Variante von „New Hope“, einem quantenresistenten Kryptosystem, mit dem unter anderem auch Google bereits experimentiert. Thomas Pöppelmann und seine Forscherkollegen wurden für die Entwicklung von New Hope mit dem Facebook Internet Defense Prize 2016 ausgezeichnet.

In einer Welt der Quantencomputer sollte PQC ein Sicherheitsmaß bieten, das dem von RSA und ECC in der herkömmlichen Computerwelt entspricht. Um der Rechenleistung von Quantencomputern standzuhalten, sind die Schlüssellängen jedoch länger als die üblichen 2048 Bits von RSA oder 256 Bits von ECC. Trotzdem konnten die Infineon-Forscher New Hope ohne zusätzlichen Speicherplatz auf der kleinen Größe eines handelsüblichen Sicherheitschips implementieren.

Erwartungsgemäß werden sich Standardisierungsgremien in den nächsten Jahren auf einen oder mehrere PQC-Algorithmen einigen. Erst danach können Regierungen und Industrie die Umstellung einfordern. Infineon engagiert sich aktiv am Entwicklungs- und Standardisierungsprozess, um einen reibungslosen Übergang zu ermöglichen und Sicherheitsprobleme, die durch Quantencomputer entstehen könnten, anzugehen.

Ein Quantencomputer verwendet Qubits, die, anders als konventionelle Bits (0 oder 1) in jeder beliebigen Superposition existieren können. Dadurch können bestimmte Berechnungen zeitgleich und viel schneller als jemals zuvor durchgeführt werden. So könnten Quantencomputer Probleme lösen, die mit realistisch verfügbarer herkömmlicher Rechenleistung nicht zu bewältigen sind. Dank tausendfach schnellerer Rechenoperationen eröffnen Quantencomputer u.a. neue Möglichkeiten große Datenbanken zu durchsuchen, chemische oder physikalische Simulationen durchzuführen oder Werkstoffe zu entwerfen. Mit dieser Rechenleistung stellen sie jedoch auch eine Gefahr für gängige Verschlüsselungsalgorithmen dar, die mit derzeit verfügbaren Technologien so gut wie nicht zu entschlüsseln sind.

Securityexperte warnt vor weiteren Cyberangriffen

Cybersecurity

Securityexperte warnt vor weiteren Cyberangriffen

19.05.17 - Nach dem großen Hacker-Angriff warnen Cybersecurityexperten vor weiteren Angriffen, wenn die Cybersicherheit in Deutschland nicht ausgebaut wird. lesen

IBM entwickelt bis dato leistungsstärkste Quantenprozessoren

Neue Stufe des Supercomputing

IBM entwickelt bis dato leistungsstärkste Quantenprozessoren

18.05.17 - IBM hat die Entwicklung und den erfolgreichen Test der bislang leistungsstärksten universellen Quantenprozessoren des Unternehmens angekündigt. Einer der beiden Prototypen wird den Kern der ersten kommerziellen IBM Q Systeme bilden, die in naher Zukunft einigen frühen Nutzern zur Verfügung gestellt werden sollen. lesen

IBM entwickelt ersten universell einsetzbaren Quantencomputer

Superrechner

IBM entwickelt ersten universell einsetzbaren Quantencomputer

07.03.17 - Der IT-Konzern hat einen Entwicklungsplan für einen kommerziellen Quantenrechner namens „IBM Q“ vorgelegt. Darüber hinaus will IBM bis zur Jahresmitte Programmierschnittstellen veröffentlichen, die es erlauben, herkömmliche IT-Systeme mit Quantencomputern zu verbinden. lesen

Wie lassen sich mehrere Hundert Qubits kontrollieren?

Quantencomputer

Wie lassen sich mehrere Hundert Qubits kontrollieren?

26.11.16 - Um Systeme mit mehreren Hundert Qubits zu ermöglichen, werden neue Technologien benötigt, etwa um die Qubits präzise zu steuern. An dem Vorhaben beteiligt sind das Forschungszentrum Jülich, die RWTH Aachen und das Karlsruher Institut für Technologie. lesen

Google bestätigt Funktion des D-Wave-Quantencomputers

100.000.000fache Rechenleistung

Google bestätigt Funktion des D-Wave-Quantencomputers

10.12.15 - Es könnte eine Revolution in der Computerwelt bedeuten: Seit zwei Jahren tüfteln Google und die NASA am Quantencomputersystem D-Wave 2X. Nun hat Google eine Erfolgsmeldung präsentiert: Der Quantencomputer funktioniert – bis zu 100 Millionen mal schneller als konventionelle Rechner lesen

Kommentar zu diesem Artikel abgeben
Ich habe bisher auch noch keine brauchbare Erklärung gefunden, wie so ein Quantencomputer denn nun...  lesen
posted am 13.06.2017 um 17:19 von wurl

Das Problem sind allerdings nicht irgendwelche Passworteingaben, die man mit Brute Force knackt,...  lesen
posted am 02.06.2017 um 14:01 von Olaf Barheine

Irgendwie verstehe ich die Softis nicht. Da gibt es seit Jahren Zugänge, die bei falsch...  lesen
posted am 02.06.2017 um 12:17 von FERGEHOF

Das Phantom Quantencomputer ... ich vermisse bis heute einen verständlichen Artikel der erklärt...  lesen
posted am 31.05.2017 um 16:23 von martinmde


Mitdiskutieren
copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 44716839 / Quantencomputer)