Werden Quantencomputer unsere Fähigkeit zur Datensicherung übertreffen?

Zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsprogramme haben sich der Weiterentwicklung der Quantencomputertechnologie verschrieben. So aufregend diese Fortschritte auch sind, so besorgniserregend sind sie auch. Bald werden Bedrohungsakteure diese Technologie nutzen, um Kryptografie zu knacken oder riesige Botnetze zu starten. Können die Profis mithalten?

Was Quantencomputing zu einer Sicherheitsbedrohung macht

Quantencomputing stellt aufgrund der Quantenparallelität – der Fähigkeit, eine große Anzahl von Vorgängen gleichzeitig zu verarbeiten – eine Sicherheitsbedrohung dar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Maschinen können sie große Datenmengen schnell verarbeiten, analysieren oder Berechnungen durchführen. Selbst moderne {Hardware} wird im Vergleich bald langsam erscheinen.

Verschränkung ist ein Grundprinzip der Quantenmechanik, das Quantenparallelität ermöglicht. Es überträgt Informationenauf etwa 3 Billionen Metern professional Sekunde. Auf Quantenebene verschränkte Teilchen sind unabhängig von ihrer Entfernung dauerhaft miteinander verbunden. Wenn einer seinen Zustand ändert, ändert sich auch der andere.

Im Gegensatz zu ihren klassischen Gegenstücken verwenden diese Maschinen keine Bits. Stattdessen nutzen sie Quantenbits – Qubits – die gleichzeitig existieren könnenals Eins und Null dank Überlagerung. Informationseinheiten, die in mehreren Zuständen gleichzeitig vorhanden sind, schaffen neuartige Rechenmöglichkeiten.

Zusammengenommen beschleunigen Überlagerung und Verschränkung Vorgänge und ermöglichen die schnelle Verarbeitung riesiger Datensätze. Sie machen die Quantentechnologie zu einer einzigartigen Fähigkeit zur fortschrittlichen Problemlösung. In den falschen Händen sind beispiellose Geschwindigkeit und technische Komplexität gefährlich.

Auswirkungen des Quantencomputings auf die Sicherheit von Rechenzentren

Da immer mehr Unternehmen aus Gründen der Skalierbarkeit und einfachen Verwaltung auf die Cloud umsteigen, wird die Sicherheit von Rechenzentren immer wichtiger. Die Verschlüsselung ist nach wie vor eine der führenden Abwehrmaßnahmen gegen Cloud-Bedrohungen, da sie vertrauliche Informationen schützt, ohne dass ein erheblicher finanzieller oder arbeitsbezogener Aufwand erforderlich ist. Es schützt Speichersysteme auch vor Schwachstellen Dritter.

Leider hält das Gute in diesem Bereich nie lange an und die Verschlüsselung ist schnell veraltet. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis Quantencomputer die Kryptographie knacken. Dank Überlagerung und Verschränkung können diese Maschinen die komplexen mathematischen Eigenschaften hinter den heute führenden Verschlüsselungsalgorithmen lösen.

RSA – das am weitesten verbreitete Verschlüsselungsschema – könnte bald kaputt sein. Einer Schätzung zufolge würde ein klassischer Pc dies tunbrauchen etwa 300 Billionen Jahre um einen RSA-2048-Bit-Verschlüsselungsschlüssel zu knacken. Ein 4.099-Qubit-Quantencomputer könnte das gleiche Downside mehr oder weniger in 10 Sekunden lösen.

Maschinen dieser Größe sind theoretisch, bleiben aber möglicherweise nicht lange so. Die weltweit führenden Ingenieure finden kontinuierlich Wege zur Innovation und erhöhen so die Qubit-Menge. Einige haben sogar technische Problemumgehungen entdeckt, die es ihnen ermöglichen, die Rechenleistung schnell zu skalieren.

Quantenhacking ist eine weitere Bedrohung. Angreifer mit beispiellosen Rechenfähigkeiten werden bald in der Lage sein, riesige Botnetze zu starten oder überproportional leistungsstarke künstliche Intelligenz einzusetzen. Sie werden mit {Hardware}, die um ein Vielfaches fortschrittlicher ist als der Technologie-Stack eines Rechenzentrums, die Oberhand behalten.

Warum Entscheidungsträger jetzt mit der Vorbereitung beginnen müssen

Viele Branchenführer zögern heute, in Lösungen zu investieren, weil die Sicherheitsrisiken des Quantencomputings wie ein weit entferntes Downside zu sein scheinen. Die meisten sind sich zwar der veralteten Ausrüstung bewussterhöht ihr Cyberangriffsrisikokann es einige Zeit dauern, bis sie sich an die Realität gewöhnen, dass klassische Pc bald zur veralteten Technologie werden.

Noch vor wenigen Jahren gingen Experten davon aus, dass die Quantentechnologie nicht zu ihren Lebzeiten kommerziell verfügbar werden würde. Nun glauben viele, dass sie in den nächsten Jahrzehnten in die Verbrauchermärkte vordringen werden. Dies magazine eine optimistische Prognose sein, ist aber durchaus möglich. So spannend diese Entwicklung auch sein magazine, so groß ist das Risiko, dass diese Maschinen in die falschen Hände geraten.

Die Sicherheit der Datenspeicherung ist im Bereich Massive Information von grundlegender Bedeutung, daher sollten Entscheidungsträger jetzt mit den Vorbereitungen beginnen. Während Investitionen in quantenresistente Technologien und Richtlinien jetzt wertlos erscheinen mögen, werden sie sich auszahlen, wenn diese fortschrittlichen Maschinen kommerziell nutzbar werden.

Realistisch gesehen muss nur eine intestine finanzierte Bedrohungsgruppe einen Quantencomputer kaufen, damit diese Technologie zu einer Bedrohung für die Informationssicherheit wird. Sie würden schnell eine Nachfrage nach einem Cyberangriff-as-a-Service-Modell erzeugen, bei dem die Gegner den höchsten Preis für beispiellose Rechenleistung zahlen würden. Es würde eine constructive Rückkopplungsschleife zur Finanzierung von Operationen, Instandhaltung und Reparaturen schaffen.

Haben Unternehmen genügend Zeit, sich vorzubereiten?

Quantencomputer übertreffen möglicherweise die Fähigkeit von Fachleuten, Daten zu sichern, da sie angesichts der technologischen Überlegenheit nur begrenzte Möglichkeiten haben. Auch wenn Bedrohungsgruppen noch nicht über diese Maschinen verfügen, betreiben viele außerdem das Prinzip „Jetzt ernten, später entschlüsseln“ und priorisieren die Exfiltration, wenn sie Zugang zu dieser Technologie erhalten.

Viele Publish-Quantum-Computing-Sicherheitslösungen befinden sich noch in der Versuch-und-Irrtum-Section. Beispielsweise enthüllte das Nationwide Institute of Requirements and Know-how (NIST) im Jahr 2022 quantenresistente kryptografische Algorithmen. Im Jahr 2023 hatten Forscher bereits einen geknackt.

Eine Forschungsgruppe hat den CRYSTALS-Kyber-Algorithmus gebrochenzur allgemeinen Verschlüsselung mittels Seitenkanalangriffen und künstliche Intelligenz. Das Downside besteht darin, dass das NIST die semantische Geheimhaltung gegenüber der vollkommenen Geheimhaltung akzeptiert, was bedeutet, dass einige Informationen über den Klartext aus dem Chiffretext extrahiert werden könnten. Mit genügend Aufwand können Bedrohungsakteure es knacken – es ist nur eine Frage der Zeit.

Derzeit gibt es in der Kryptografie keine Einwegfunktion. Es gibt zwar Kandidaten, aber die Realität ist, dass alles, was auf Mathematik basiert, mit Mathematik gelöst werden kann. Es wird zu einer Frage der Rechenleistung, was ein Downside darstellt, wenn die Quantentechnologie in Sicht ist.

Massive Information wird von einer Quantenzukunft profitieren

Während die Gefahr der Exfiltration mit dem Aufkommen kommerziell nutzbarer Quantencomputer exponentiell zunehmen wird, könnte diese Technologie dennoch für Massive-Information-Experten von Nutzen sein. Abgesehen davon, dass es ihnen dabei helfen kann, riesige Datenmengen mühelos zu analysieren oder Berechnungen durchzuführen, ermöglicht es ihnen sozusagen, Feuer mit Feuer zu bekämpfen.

Derzeit konzentriert sich die Publish-Quantum-Computing-Sicherheit auf die Weiterentwicklung der Kryptographie. Die nächste Stufe besteht darin, diese Maschinen gegeneinander einzusetzen. Sie können die erste Verteidigungslinie sein und Rechenzentren und lokale Speichersysteme vor intestine ausgerüsteten Gegnern schützen.

Das Konzept der Quantenrechenzentren ist relativ neu und muss sich daher noch durchsetzen. 27 Prozent der Organisationensind an der Idee interessiert müssen aber noch Maßnahmen ergreifen. Diese Gebäude können Jahrzehnte überdauern und Quantencomputer sind außerordentlich teuer, sodass Entscheidungsträger sie nicht für praktikabel halten. Sie könnten jedoch der nächste Schritt in Richtung großer Informationssicherheit sein.

Nutzung von Quantencomputing als Sicherheitstool

Der erste Schritt zur Nutzung von Quantencomputing als Sicherheitstool ist die Neugestaltung von Rechenzentren. Schließlich ist die potenzielle Rendite für den Einsatz einer einstöckigen Maschine zum Schutz vor Ort nicht gerade hoch. Allerdings sind Serverlager laut und können heiß werden, außerdem wirken sich Hitze und Lärm auf die Qubits aus und verursachen hohe Fehlerraten.

Der Einsatz dieser Technologie zur Schaffung gleicher Wettbewerbsbedingungen beginnt mit der Stabilisierung und Sicherung der {Hardware}. Glücklicherweise entwickeln Forscher bereits Geräte, um den Einsatz zu vereinfachen. Beispielsweise hat eine Gruppe ein Device erstellt, daswandelt Wärme in elektrische Spannung um bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt.

Insbesondere angesichts der für die Durchführung komplexer Berechnungen erforderlichen Ressourcen und der Knappheit dieser fortschrittlichen {Hardware} ist die Ausgabe wertvoll. Bedrohungsakteure werden versuchen, sich unbefugten Zugriff zu verschaffen. Fachleute, die ihre Pc nutzen, um Berechnungen durchzuführen oder Erkenntnisse aus Massive Information zu gewinnen, müssen ihre Erkenntnisse und Rechenressourcen sichern.

Sicherung der Datenspeicherung in einer Publish-Quantum-Welt

Angesichts der drohenden Bedrohung durch Quantencomputing sollten Fachleute schnell handeln. Als Grundlage sollte es angesehen werden, sich auf Lösungen renommierter Institutionen wie NIST zu verlassen. Unternehmen, die mit proprietären Informationen oder besonders sensiblen Datensätzen arbeiten, sollten dringend über die Entwicklung von Abwehrmaßnahmen nachdenken, um sich auf eine Publish-Quanten-Welt vorzubereiten.

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