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Was ist Post-Quanten-Kryptographie?
Quantencomputer existieren noch nicht in der Größenordnung, die erforderlich wäre, um die heutige Verschlüsselung zu knacken, aber Angreifer sammeln schon jetzt deine verschlüsselten Daten, um sie später zu entschlüsseln.
Mit Post-Quanten-Kryptographie schließen wir dieses Zeitfenster, bevor es dich gefährden kann.
Die Bedrohung „Jetzt sammeln, später entschlüsseln“
Obwohl es noch keine Quantencomputer gibt, die asymmetrische Verschlüsselungen wie RSA und Elliptische-Kurven-Kryptographie knacken können, könnten sie dennoch reale Auswirkungen auf aktuelle Sicherheitsprobleme haben, sobald sie ausgereift sind. Die fortschrittlichsten Angreifer von heute verfolgen eine Strategie namens „Jetzt sammeln, später entschlüsseln“, bei der sie deine verschlüsselte Kommunikation schon jetzt abfangen und archivieren, um dann auf Quantencomputer zu warten, die leistungsstark genug sind, um sie zu knacken.
Alles Vertrauliche, was du heute sendest, wie Krankenakten, rechtliche Mitteilungen oder private Korrespondenz, könnte später gefährdet sein. Deshalb muss der Übergang zu quantenresistenten Algorithmen lange vor dem Eintreten der Bedrohung stattfinden, denn der Austausch von Verschlüsselungsverfahren im gesamten Internet dauert Jahre.
Wie Quantencomputer funktionieren
Hier ist der Unterschied zwischen herkömmlichen Computern und Quantencomputern:
Ein herkömmlicher Computer arbeitet mit Bits
Jedes Bit ist entweder 0 oder 1, und ein herkömmlicher Computer muss Verschlüsselungsschlüssel nacheinander ausprobieren. Es geschieht nacheinander, so als würde man jeden Schlüssel an einem Schlüsselbund ausprobieren.
Ein Quantencomputer arbeitet mit Qubits
Ein Qubit (Quantenbit) kann gleichzeitig sowohl 0 als auch 1 sein (Superposition), wodurch Quantenalgorithmen viele Möglichkeiten auf einmal untersuchen können. Es ist so, als würde man alle Schlüssel am Schlüsselbund gleichzeitig ausprobieren.
Die meiste asymmetrische Kryptographie beruht heute auf mathematischen Problemen, die in eine Richtung einfach und in die andere Richtung schwierig zu lösen sind – wie das Multiplizieren zweier großer Primzahlen (einfach) im Vergleich zum Zerlegen des Ergebnisses zurück in Primzahlen (schwierig).
Der Shor-Algorithmus(neues Fenster), der für Quantencomputer entwickelt wurde, greift genau diese Schwierigkeit an. Er würde RSA und die Elliptische-Kurven-Kryptographie (einschließlich Curve25519) untergraben, welche heute das Rückgrat von verschlüsselten E-Mails, TLS und VPNs(neues Fenster) bilden.
Der Stand des Quantencomputings
Die gute Nachricht: Kein heutiger Quantencomputer ist auch nur annähernd in der Lage, reale Verschlüsselungen zu bedrohen. Die Lücke zwischen den heutigen Maschinen und dem, was benötigt würde, ist riesig.
4.099
Geschätzte Anzahl logischer (idealer) Qubits, um RSA-2048 zu knacken
1.500 – 2.000
Geschätzte Anzahl logischer (idealer) Qubits, um die Elliptische-Kurven-Kryptographie zu knacken
50 Mio.+
Benötigte physische Qubits mit realistischer Fehlerkorrektur, um dasselbe zu tun
Keine
Heutige Maschinen, die in der Lage sind, reale Verschlüsselungen zu knacken
Die Skalierung auf die Millionen benötigter physischer Qubits ist eine enorme technische Herausforderung, die noch keine Institution gelöst hat. Die meisten Experten glauben jedoch, dass ein kryptographisch relevanter Quantencomputer eine Frage des Wann und nicht des Ob ist. Die Schätzungen für den Zeitrahmen reichen von einem Jahrzehnt bis zu mehreren Jahrzehnten. Diese Ungewissheit ist genau der Grund, warum der Übergang zur Post-Quanten-Kryptographie jetzt beginnen muss.
Was ist Post-Quanten-Kryptographie?
Post-Quanten-Kryptographie (PQC) ist eine neue Generation von Verschlüsselungsalgorithmen, die sowohl gegen klassische Computer als auch gegen Quantencomputer sicher sein sollen. Im Gegensatz zur Quantenschlüsselsverteilung (die spezielle Hardware erfordert) laufen PQC-Algorithmen auf gewöhnlichen Computern und können als Software-Updates bereitgestellt werden. Das bedeutet, dass sie die heutigen anfälligen Algorithmen ohne neue Infrastruktur ersetzen können.
Im Jahr 2024 schloss das US National Institute of Standards and Technology (NIST) seine ersten PQC-Standards ab. Die führenden Kandidatenalgorithmen basieren auf Gitterproblemen – einer anderen mathematischen Klasse, die durch den Shor-Algorithmus nicht beschleunigt werden kann. Im Gegensatz zur Primfaktorzerlegung großer Ganzzahlen ist nicht bekannt, dass die Schwierigkeit von Gitterproblemen bei einem Quantenangriff in sich zusammenbricht.
Warum nicht einfach die klassischen Algorithmen ersetzen?
Die standardisierte, weit verbreitete Post-Quanten-Kryptographie ist noch neu und wurde nicht jahrzehntelang öffentlich überprüft wie RSA und die Elliptische-Kurven-Kryptographie. Der sicherste Ansatz ist die hybride Kryptographie: Ein Post-Quanten-Algorithmus wird über einen klassischen Algorithmus gelegt. Deine Daten sind geschützt, es sei denn, ein Angreifer knackt beide gleichzeitig, was sowohl einen Quantendurchbruch als auch einen klassischen Durchbruch erfordern würde.
Wie Proton bereits gehandelt hat
Der Post-Quanten-Schutz wurde im Mai 2026 in Proton Mail eingeführt und ist in allen Abonnements verfügbar. Sobald er aktiviert ist, generiert Proton Mail Post-Quanten-fähige Schlüssel für neue verschlüsselte E-Mails und schützt deine Nachrichten sowohl vor den heutigen Bedrohungen als auch vor den Quantencomputern von morgen.
Führend bei der PQC-Standardisierung
In Zusammenarbeit mit Kryptographen des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) hat Proton die erste Post-Quanten-Erweiterung für OpenPGP(neues Fenster) mitverfasst – dem offenen Standard, der weltweit für verschlüsselte E-Mails verwendet wird. Dies stellt sicher, dass der Post-Quanten-Schutz zwischen Proton und anderen Anbietern funktioniert und nicht nur innerhalb des eigenen Ökosystems von Proton.
Erstklassige Algorithmen
Durch die Kombination aus klassischen und Post-Quanten-Algorithmen (hybride Kryptographie) bietet dieser neue Standard ein Höchstmaß an Sicherheit. Deine Daten sind sicher, es sei denn, der Angreifer knackt sowohl die klassische als auch die Quanten-Kryptographie. Die Post-Quanten-Komponente verwendet gitterbasierte Algorithmen, da diese eine gute Sicherheit und Performance bieten.
- CRYSTALS-Kyber + X25519 zur Verschlüsselung
- CRYSTALS-Dilithium + Ed25519 für digitale Signaturen
Persistente symmetrische Schlüssel
Wir arbeiten außerdem an einem neuen Standard(neues Fenster), um E-Mails mit sichereren Schlüsseln neu zu verschlüsseln und alte Schlüssel auszumustern, ohne den Zugriff zu verlieren. Dies stellt sicher, dass in der Vergangenheit empfangene E-Mails vor Quantencomputern geschützt sind.
Alice verschlüsselt die in der Vergangenheit empfangenen Nachrichten neu, um sicherzustellen, dass sie vor Quantencomputern geschützt sind.
Übernimm die Kontrolle über deine Daten
Proton wurde entwickelt, um deine Daten von Anfang an zu schützen – und vor dem, was als Nächstes kommt. Mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, Post-Quanten-Schutz, Open-Source-Apps und unabhängigen Prüfungen gehören deine Informationen weiterhin dir.
