Warum quantenfähige Sicherheit eine Kunst und eine Wissenschaft ist

Unabhängig davon, ob Quantencomputer schon morgen oder erst in zehn Jahren eine Bedrohung für die derzeitigen Cybersicherheitspraktiken darstellen, werden sie die Kryptografie grundlegend verändern. Vor diesem Hintergrund nähern wir uns rasch einer neuen Ära der Sicherheit, und das bedeutet, dass es an der Zeit ist, sich mit den Auswirkungen des Quantencomputings und den Voraussetzungen für die Quantenfähigkeit zu befassen.

Das war das Thema des Webinars von Keyfactormit David Hook, VP of Software Engineering bei Bouncy Castle, Keyfactor; Chris Hickman, Chief Security Officer bei Keyfactor; und Jeff Stapleton, Vorsitzender der X9F4 Cybersecurity Workgroup .

Specifically, they discussed the current state of quantum computing and quantum-resistant algorithms, the art of building a comprehensive strategy for quantum readiness, and the science of testing and implementing a new set of algorithms. Read on for a recap of their conversation, or click here to watch the full webinar.

Aufschlüsselung des Konzepts der Quanten-Bereitschaft

Je mehr wir von Quantencomputern hören, desto mehr hören wir von Quantenbereitschaft. Aber was bedeutet das eigentlich? Der Begriff "Quantum-Readiness" bezieht sich nicht auf eine bestimmte Technologie, eine Richtlinie oder eine Schulungsveranstaltung, sondern auf alle Maßnahmen, die Unternehmen ergreifen müssen, einschließlich dieser Dinge und noch viel mehr. 

Um der Bedrohung einen Schritt voraus zu sein, müssen Unternehmen ihre Kryptografie genau unter die Lupe nehmen, um zu verstehen, was heute tatsächlich passiert. Was wird zum Beispiel kryptografisch genutzt und wie wird es genutzt? Die meisten Unternehmen haben noch einiges zu tun, wenn es darum geht, schnell zu erkennen, welche Arten von Algorithmen verwendet werden, welche Geschäftsbereiche geschützt werden, welche Technologie dahinter steckt und so weiter. Diese Arbeit ist jedoch wichtig, denn die Bereitschaft zur Nutzung von Quantencomputern hängt letztlich davon ab, ob ein Unternehmen seine Kryptografie kennt und in der Lage ist, geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um sich gegen die potenziellen künftigen Risiken von Quantencomputern zu schützen. 

Dies ist nicht die erste kryptografische Umstellung (man denke nur an SHA-1 zu SHA-2, DES zu Triple DES zu AES bei Finanzdienstleistungen usw.) und es wird auch nicht die letzte sein. Die Kryptografie entwickelt sich ständig weiter, und das macht die Flexibilität bei der Umstellung von Algorithmen und die Transparenz, um die Technik und die Auswirkungen hinter dieser Umstellung zu verstehen, so wichtig.

Das Kunstquantum Bereitschaft: Aufbau einer Strategie

Die erste Komponente der Quantenbereitschaft besteht in der Entwicklung einer Strategie und eines Plans zur Vorbereitung auf die bevorstehenden Veränderungen. Dazu gehören die Ermittlung der Risiken, die Abschätzung der Auswirkungen auf Ihr Unternehmen und die Schulung und Ausrüstung Ihrer Teams für den Erfolg.

Identifizierung des Risikos

The ocean of healthcare data out there positions the medical, pharmaceutical, and healthcare industries for truly revolutionary innovation.

With quantum capabilities, researchers can simulate and model complex molecular interactions in order to design safer, more effective medications and bring them to market faster. They’ll be able to model diseases to identify markers and genetic variation, gaining an advantage over the diseases of tomorrow.

Telekommunikation

The world’s communication infrastructure is perhaps the most highly-targeted asset that organizations and governments are hustling to quantum-proof. But quantum computing can solve many longstanding challenges in the telecom space as well.

Quantum kann die komplexe Netzweglenkung und -planung optimieren, um die Latenzzeit zu verringern und die Gesamtleistung zu verbessern. Darüber hinaus kann es die Netzplanung verbessern, indem es große Datensätze zu menschlichem Verhalten, Verkehrsmustern und Abdeckungsbereichen analysiert, um die sinnvollsten Standorte für Basisstationen und andere Aspekte des Netzlayouts zu ermitteln. 

Indem sie Daten aus der Netzleistung gewinnen, können Quantenalgorithmen energieeffiziente Strategien für die Netzinfrastruktur aufzeigen, um den Energieverbrauch und die Kosten zu senken. 

Finanzen

Die COVID-19-Pandemie hat dem digitalen Wandel im Banken- und Finanzsektor neue Impulse gegeben. Heute stehen die Banken vor der Hürde, Kundenerlebnisse zu schaffen, die mit denen ihrer Fintech-Herausforderer konkurrieren können. Während sie daran arbeiten, sowohl interne als auch kundenorientierte Prozesse weiterzuentwickeln, müssen sich die Finanzinstitute auch mit einer sich ständig verändernden Regulierungslandschaft auseinandersetzen.

Wie im Gesundheitswesen wird das Quantencomputing dem Bankensektor ermöglichen, riesige Datenmengen besser zu nutzen, um die Kundenergebnisse zu verbessern.

Quantum wird den Banken wahrscheinlich die nötige Flexibilität verleihen, um die neuen Vorschriften rasch zu erfüllen. Durch die Erkennung von Verhaltensmustern auf granularer Basis werden Banken beispielsweise in der Lage sein, Betrug und Geldwäsche effektiver zu erkennen. Dasselbe gilt für die Erkennung von Cyberangriffen und anderen kriminellen Aktivitäten.

In anderen Bereichen des Finanzwesens wird Quantum eine tiefere Analyse von Markttrends und Prognosen ermöglichen. Dadurch können Finanzfachleute verschiedene potenzielle Investitionsszenarien modellieren und proaktiv auf diese Situationen reagieren. Für die Kunden bedeutet dies besser informierte Handelsstrategien und Investitionsentscheidungen.

IoT

The explosion of IoT devices and use cases has only just begun, and new regulations paint a picture of the future where devices enjoy greater interoperability and security by design. 

Die Vorteile der quantengestützten IoT hängen von der Branche ab, in der die vernetzten Geräte eingesetzt werden. Generell ermöglicht die Quanten-Technologie den Unternehmen jedoch, die vollen Informationsmöglichkeiten dieser Geräte zu nutzen und versteckte Muster, Anomalien und Korrelationen in den Sensordaten zu erkennen.

Consider smart cities, which some claim to be the best business case for quantum computing. Quantum algorithms can help assess traffic patterns and resource expenditures to inform more efficient and sustainable urban planning. This goes beyond minimizing drive time and improving public transit: opportunities lie in places most people would never think of. For instance, trash bins equipped with connected sensors that detect composition and fill levels can drive greater efficiencies in the collection and recycling process. 

Natürlich kann IoT wertvolle Daten über den Energieverbrauch, die Gerätenutzung, den Netzwerkverkehr und die Energieverwaltung liefern. Das Quantencomputing wird dazu beitragen, diese Daten auszuwerten und bessere Strategien für die Energieeffizienz zu entwickeln.

Not to mention, quantum could help prevent attacks on city infrastructure, the types of which have made headlines in recent years.

Die Quantenreise hat bereits begonnen

Im Quantenzeitalter werden Risiken und Chancen enger als je zuvor miteinander verbunden sein. Unternehmen müssen daran arbeiten, sowohl quantenfähig als auch quantenresistent zu werden. Sie müssen in der Lage sein, das Potenzial der Quantenphysik zu nutzen und sich gegen Quanten-fähige Angreifer zu verteidigen. 

Shifting to new quantum-era cryptographic algorithms will take more than flipping a switch. Establishing crypto-agility before it becomes imperative will determine the success or failure of adapting to quantum. 

Machen Sie Ihre ersten Schritte in Richtung Krypto-Agilität?

Die durchschnittliche Organisation ist in Sachen Kryptographie im Rückstand. Um auf den neuesten Stand zu kommen, sollten Unternehmen:

• Arbeiten Sie daran, herauszufinden, wo digitale Zertifikate verwendet werden, welche Abteilungen sie nutzen und wer sie erstellt. 
• Einrichtung einer zentralen Drehscheibe für die Verwaltung der Lebenszyklen von Zertifikaten.
• Verwenden Sie diesen Hub, um die Erkennung und Neuausstellung von Zertifikaten zu automatisieren und deren Massenausstellung und -widerruf zu ermöglichen.

Diese Schritte legen den Grundstein für den Übergang zu quantenresistenten Algorithmen.

Haben Sie das Zertifikatsmanagement bereits gut im Griff?

That’s fantastic. You may be ready to start experimenting with quantum-resistant PKI assets and systems. Keyfactor’s PQC Playground gives you access to post-quantum certificates and certificate authorities. 

• Keyfactor Command lets you assess your organization’s PKI and certificate management security.
• Keyfactor EJBCA lets you create a quantum-ready CA and issue post-quantum certificates in your lab environment (until algorithms are production-ready).
• Keyfactor SignServer lets you start signing artifacts with post-quantum algorithms in your lab environment to test for compatibility.
• Bouncy Castle lets you build and test apps with quantum-capable cryptographic APIs.