Das National Institute of Standards and Technology (NIST) hat die finalen Standards für die sogenannte Post-Quanten-Kryptographie (PQC) veröffentlicht. Mit den Algorithmen ML-KEM, ML-DSA und SLH-DSA stehen nun offizielle Werkzeuge bereit, um digitale Infrastrukturen gegen künftige Angriffe durch leistungsstarke Quantencomputer abzusichern. Das NIST fordert Unternehmen und Behörden dazu auf, umgehend mit der Migration auf diese neuen Verschlüsselungsverfahren zu beginnen, da aktuelle kryptographische Methoden durch die technologische Entwicklung in absehbarer Zeit ihre Schutzwirkung verlieren könnten.
Gefährdung durch künftige Entschlüsselungstechnologien
Hintergrund der Veröffentlichung ist die Warnung von Experten vor der Bedrohung durch Quantenrechner, die herkömmliche Verschlüsselungen brechen könnten. Ein besonderes Risiko stellen dabei Angriffe nach dem Prinzip „Harvest now, decrypt later“ dar. Hierbei fangen Angreifer bereits heute verschlüsselte Daten ab, um diese zu einem späteren Zeitpunkt zu dechiffrieren, sobald ausreichend starke Quantencomputer zur Verfügung stehen.
Die US-Regierung hat bereits durch Exekutivverordnungen festgelegt, dass die Migration auf PQC-Standards für Behörden bis zum Zeitraum 2030/2031 abgeschlossen sein muss. Branchenvertreter weisen darauf hin, dass die neuen NIST-Standards den Übergang zur Post-Quanten-Kryptographie von einer theoretischen Option zu einer betrieblichen Anforderung machen. Dies erfordere von Unternehmen ein kontinuierliches Management der Vertrauensinfrastruktur (Trust Lifecycle Management).
Diskrepanz bei der Umsetzung in Unternehmen
Trotz der Dringlichkeit zeigt eine aktuelle Umfrage des Sicherheitsanbieters DigiCert eine deutliche Lücke zwischen Planung und Umsetzung. Zwar geben 87 % der befragten Organisationen an, Post-Quanten-Kryptographie bereits zu testen oder entsprechende Pläne zu verfolgen, doch lediglich 7 % haben diese bereits produktiv im Einsatz.
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Die Sorge innerhalb der Branche ist groß: Mehr als 50 % der Befragten rechnen damit, dass aktuelle Verschlüsselungsmethoden innerhalb der nächsten fünf Jahre geknackt werden könnten. Zudem sehen 84 % der Organisationen ihre Daten durch die Praxis der verzögerten Entschlüsselung nach der Datensammlung als gefährdet an. Um die Migration zu unterstützen, wurde Informationsmaterial zur Verbesserung der Krypto-Agilität und zur Inventarisierung bestehender Systeme veröffentlicht.
Erste Hardware-Lösungen und hybride Ansätze
Die Industrie hat bereits mit der Bereitstellung kompatibler Hardware begonnen. Thales Trusted Cyber Technologies gab bekannt, dass die Luna T-Series Hardware-Sicherheitsmodule (HSM) eine FIPS 140-3 Level 3 Zertifizierung erhalten haben. Es handelt sich dabei um die ersten in den USA gefertigten HSM, die PQC-fähig sind und Algorithmen wie ML-DSA, ML-KEM sowie LMS unterstützen. Bestandskunden erhalten diese Funktionen über ein Firmware-Update.
Ein anderer Ansatz wird mit hybriden Modulen verfolgt, wie etwa EdgeCrypto v4.2 von ITCEN PNS, das eine KCMVP-Zertifizierung erhalten hat. Dieses Modul kombiniert klassische Verschlüsselungsalgorithmen mit den neuen NIST-PQC-Verfahren ML-KEM und ML-DSA. Solche hybriden Lösungen sollen Kunden im Finanzsektor und im öffentlichen Dienst eine schrittweise Migration ermöglichen.
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Fortlaufende Sicherheitsprüfungen der Kandidaten
Dass die Standardisierung ein hochsensibler Prozess ist, zeigen aktuelle Entdeckungen bei weiteren Kandidaten für künftige PQC-Verfahren. Kürzlich identifizierten Experten mittels einer Preview-Version der KI-Technologie Mythos AI Schwachstellen im Algorithmus HAWK, der ebenfalls als Kandidat für NIST-PQC-Erweiterungen galt.
Die Analyse ergab, dass die effektive Schlüssellänge bei HAWK-256 durch einen Angriff massiv reduziert werden konnte. Die Kosten für eine solche Attacke wurden auf etwa US-Dollar 100.000 geschätzt. Bei der Variante HAWK-512 konnten die Kosten von 2^150 auf 2^108 Gates gesenkt werden. Infolge dieser Ergebnisse haben die Entwickler von HAWK ihren Algorithmus aus dem Auswahlprozess zurückgezogen. Die nun finalisierten Standards ML-KEM, ML-DSA und SLH-DSA sind von diesen Schwachstellen nicht betroffen; auch bestehende Produktionsverschlüsselungen müssen aufgrund dieser speziellen Entdeckung nicht angepasst werden. Der formale Prozess für zusätzliche Signaturverfahren wird vom NIST fortgesetzt.
