Je näher Quantum rückt, desto dringender wird die Bereitschaft

Der Wettlauf zur Quantenreife ist jetzt ein Sprint. 

As we near the end of 2023, quantum computing constantly makes the news. If you don’t stay on your toes, you’ll surely miss something. At the same time, the ether is flooded with information, and not everything is trustworthy. Unless you spend a lot of time monitoring this landscape, the truth is hard to navigate. As one of my amazing colleagues expressed, it’s a pretty dense jungle out there, and we need to be equipped with a sharp machete.

Die Nachrichten vom NIST auspacken

As most know, NIST completed round 3 of its competition for post-quantum algorithms in 2022, intending to finalize standards in 2024. To everyone’s pleasure, draft standards have been around the time this blog post was written. Though we haven’t seen it quite yet, a high-level summary is that Kyber, Dilithium, and SPHINCS+ now have draft standards with a comment period ongoing until November 22. Kyber is an encryption (KEM) algorithm, while Dilithium and SPHINCS+ are digital signature algorithms. At an NCCoE meeting in August, it was announced that the new standardized algorithms are named ML-KEM, ML-DSA, and SLH-DSA.

NIST isn’t the only organization working to standardize quantum-resistant algorithms. Germany’s Federal Office for Information Security is expected to standardize the usage of Classic McElise, another digital signature algorithm. 

Die Unternehmen haben noch einige Entwicklungsarbeit vor sich, um die Algorithmen mit den neuesten Änderungen und Namen zu aktualisieren. Für PKI und Code Signing müssen mehrere Algorithmen in die Produkte integriert werden, je nachdem, welche die Kunden tatsächlich wählen werden. Für einige wird die Wahl der Algorithmen einfach sein. Für andere wiederum wird es schwieriger sein. Die vom NIST ausgewählten primären Algorithmen sollten für die meisten eine sichere Wahl sein. 

Neben der neuen Algorithmus-Standardisierung ist auch die CSNA 2.0 in aller Munde. Die für Herbst 2022 angekündigte CSNA 2.0 betrifft die Verwendung von zustandsabhängigen, hashbasierten Signaturalgorithmen (SHBS). CSNA 2.0 sieht vor, dass LMS- oder XMSS-Algorithmen für die Firmware-Signierung verwendet werden sollten, wobei LMS weithin bevorzugt zu werden scheint. Die Implementierung dieser Algorithmen in einer Produktionsumgebung kann eine große Herausforderung darstellen. Dennoch sind sie sowohl im NIST SP 800-208 als auch in den IETF RFCs standardisiert. 

Abgesehen von den technischen Details sind die betrieblichen Anforderungen an diese Algorithmen nicht trivial zu erfüllen. Teams, die versuchen, alte Prozesse, Schlüsselverwaltungslösungen und bestehende Richtlinien zu nutzen, um einen neuen Algorithmus einzuführen, müssen möglicherweise neu nachdenken. Diese Faktoren müssen unter Umständen von Grund auf neu überdacht werden, um den Stand der Verwaltung zu berücksichtigen, insbesondere über lange Zeiträume hinweg. Die Herausforderungen sind so groß, dass Unternehmen und Organisationen - Konkurrenten und Partner gleichermaßen - in einer seltenen Veranstaltung zusammenkamen, um dieses Thema mit dem NIST und der NSA zu diskutieren. Wenn die Industrie und der öffentliche Sektor zusammenarbeiten, kann Großes entstehen, und so hoffen wir auf aktualisierte Leitlinien zu diesem Thema.  

Last but not least, there is a flurry of interoperability work going on — everywhere from IETF Hackathons to Hardware Security Modules to public and private PQC testing labs. When it works, it often works straight away, and when it doesn’t work, it is either fixed quickly or the difference is in implementation details, such as round 2 vs. round 3 of algorithm specifications, where non-interoperability is expected. Results for us so far have been better than expected when testing with several other vendors. 

Der Nachteil der Arbeit an einem beweglichen Ziel ist, dass die Interoperabilitätstests erneut durchgeführt werden müssen, wenn neue Versionen veröffentlicht werden. Glücklicherweise ist dies mit einem viel geringeren Aufwand verbunden als die harte Vorarbeit, die bis jetzt geleistet wurde. Wir sind alle gemeinsam an dieser Umstellung beteiligt und an einer gut funktionierenden Interoperabilität interessiert.

Der Weg nach vorn

Keyfactor sammelt viele Datenpunkte von Kunden und Partnern, Branchenorganisationen, Regierungen und Normungsgremien. Der Weg, der vor uns liegt, ist lang und beschwerlich, aber der Weg nach vorn ist klar. Viele kluge Köpfe arbeiten zusammen, um die größte kryptografische Umstellung durchzuführen, die die Welt je gesehen hat.

Um mehr zu erfahren, besuchen Sie das PCQ Lab von Keyfactor- ein Ort, an dem IT-Führungskräfte, Sicherheitsexperten und Entwickler die Post-Quantum-Welt erkunden und sich darauf vorbereiten können.