Nach zwei Jahren Zwangspause fand am 19. Januar 2023 das 15. Security Forum „Quanten, QuBits und Security“ statt.

Über 220 Gäste aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft folgten dem Moderator Oliver Nyderle durch die Frage des Tages:
„Wie wirkt sich die Quantentechnologie auf Security, Safety und Datenschutz aus?“

Oliver Nyderle, General Manager Digital Integrity Solutions/Security, Data Privacy & Blockchain, T-Systems Multimedia Solutions begrüßte zusammen mit Prof. Dr. Andreas Wilms, Präsident der THB und Annegrit Seyerlein-Klug, Gastgeberin des Forums aus dem Studiengang Security Management die vielen Gäste und Referenten.

Die Frage nach der Motivation für dieses herausfordernde Thema beantwortete Frau Seyerlein-Klug: „Die großen Fortschritten der Quantentechnologie lassen vermuten, dass Quantencomputer in einigen Jahren nicht nur weit größere Datenmengen verarbeiten können als heute und fundamentale Auswirkungen auf die Prozessautomatisierung oder die Künstliche Intelligenz haben werden, sondern dass auch Auswirkungen auf die allgegenwärtigen Verschlüsselungsverfahren erwartet werden. Künftig werden die geheimen Schlüssel berechenbar und die Chiffrate dekodierbar sein. Die digitalisierte Welt benötigt deshalb neue Schutzmechanismen, auf die wir uns in vielen Bereichen bereits heute vorbereiten müssen, beispielsweise dort, wo wir lange Produktlebenszyklen haben.“

Prof. Dr. Matthias Homeister, Professor für theoretische Informatik an der Technische Hochschule Brandenburg leitete ein mit Qubits und Co: Erste Schritte zum Quantum Computing. 

Dr. Sieglinde Pfaendler, IBM Quantum Researchers Program Lead @ IBM Quantum schilderte die umfangreichen Aktivitäten von IBM Quantum – Quo Vadimus?

In ihrem engagierten Vortrag offerierte sie u.a. vielfältige Möglichkeiten zum Kennenlernen und Ausprobieren des IBM Quantum Computing für Ausbildung, Wissenschaft und Forschung.

David Fuhr, Cofounder & CTO intcube GmbH diskutierte die These: Hilfe, die Kryptokalypse kommt! Nimmt mir der Quantencomputer mein Homebanking weg?

Prof. Dr. Marian Margraf, Professor für Informationssicherheit an der Freien Universität Berlin und beim Fraunhofer AISEC, führte das Publikum ein in die Quantenkryptoanalyse jenseits von Shor und Grover, Kryptoanalyse mittels Quantencomputer.  Im Wesentlichen sind es diese beiden Quantenalgorithmen, , die mit denen kryptographische Verfahren gebrochen werden können. Prof. Margraf diskutierte die mögliche Lösungsansätze für weitere Quantenalgorithmen für die Kryptoanalyse, z.B. den HHL-Algorithmus zum effizienten Lösen sehr großer linearer Gleichungssysteme, Verallgemeinerungen des Shor-Algorithmus und Ideen für eine lineare Kryptoanalyse.

Dr. Heike Hagemeier vom Referat TK 21 – Technologie- und Forschungsstrategie im  Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik brachte einen BSI-Leitfaden zu quantensicherer Kryptografie  mit und informierte über:

• Post-Quanten-Kryptografie und die Notwendigkeit (und Dauer) der Migration zu dieser,
• eine BSI-Studie „Entwicklungsstand Quantencomputer“,
• BSI-Empfehlungen (Leitfaden „Kryptografie quantensicher gestalten“),
• BSI-Aktivitäten (im Hochsicherheitsbereich und darüber hinaus) und
• eine Umfrage „Kryptografie und Quantencomputing“ von KPMG und BSI.

Die Hypothese ist, das 2030 die ersten kryptorelevanten Quantenrechner verfügbar sein werden. Dies betont überdeutlich, dass in sensiblen Bereichen unbedingt jetzt geplant werden sollte, da die dazugehörige Umsetzung Zeit in Anspruch nehmen wird. Zudem wünschten sich die Befragten Regulierung und Standards. – Das BSI empfiehlt daher: „Kryptoagilität als Designkriterium“ und … „don’t panic!“

Für Marius Löffler, Innovationsmanager Quantentechnologien vom DIN, Deutsches Institut für Normung e. V., war das der perfekte Übergang. Er stellte in seinem Beitrag die Standardisierung im Umfeld der Quantentechnologien vor, die Aktivitäten des DIN und die der internationalen ISO-/IEC-Gremien dazu. Er erläuterte, was bei den Quantentechnologien eigentlich standardisiert werden kann und wer es standardisieren wird. Zum Abschluss lud Herr Löffler ein, in dem gerade beim DIN gegründeten Gremium zu Quantencomputing und Standardisierung mitzuwirken.

Dr. Bastian Hiltscher, Fachkoordinator Quantentechnologien beim VDI Technologiezentrum GmbH, koordiniert das Regierungsprogramm „Quantentechnologien – von der Grundlagenforschung zum Markt“ und die Aktivitäten zu Quantentechnologien beim Projektträger VDI Technologiezentrum auf technisch-wissenschaftlicher Seite.  Er rundete den Vormittag ab mit einer Übersicht zu einer Forschungslandschaft, die Quantentechnologien in die Anwendung bringen möchte..

Holger von Rhein, Managing Consultant  von HiSolutions AG startete den Nachmittag mit dem aktuellen Spielstand: PKI vs. QC, Halbzeitstand 1:0, das Spiel läuft noch. Er diskutierte die Bedeutung und Auswirkung von Quantencomputern für existierende PKIs und gab einen Ausblick, welche Optionen es für PKIs im „Post-Quantencomputer-Zeitalter“ gibt, zum Beispiel Kryptoagilität.

Dr. Mustafa Gündoğan vom Institut für Physik & IRIS der Humboldt-Universität zu Berlin entführte das Auditorium in die neuesten Forschungen und ins All mit Challenges and solutions for physically secure, space-based global quantum communications, Quantenspeicher in der Umlaufbahn: Die Zukunft der sicheren globalen Quantennetzwerke könnte im All liegen.

Dr. Stefan Kühn, Research Staff Member beim DESY Deutsches Elektronen-Synchrotron (Forschungszentrum der Helmholtz-Gemeinschaft) aus Zeuthen gab im Anschluß Einblicke in das Quanten-Innovationszentrum und seine Anwendungen. DESY erwartet, das die rasante Entwicklung von Quantencomputern die Art und Weise, wie wir Berechnungen durchführen, fundamental verändert.

Dr. Stefan Saatmann, Global Coordinator Cybersecurity Policy der Siemens AG brachte die Sicht auf Quantencomputing der Industrie ein. QUTAC ist das Quantum Technology & Application Consortium großer deutsche Unternehmen um Anwendungsszenarien unter Nutzung von Quantentechnologien in verschiedenen Branchen  zu entwickeln und umzusetzen.

Durch den letzten Beitrag des Tages, Autonomous Driving meets Quantum Computing: the next level Challenge, führte Andy Schweiger, SVP Cybersecurity Services der DEKRA Digital GmbH, das immer noch zahlreich anwesende Publikum. Auch die DEKRA sieht Quantum Computing „kurz“ vor dem Durchbruch zur Massentauglichkeit. Die massiven Leistungssteigerungen im Bereich zur Rechenzentrumsinfrastuktur und den daraus möglich High-Speed Cloud Applikationen führen zu einer gewissen Asynchronität zu der Processing Power in mobilen Rechnerplattformen (z.B. in Autos, Flugzeugen, Bahnen, etc.). Dies provoziert das Aushebeln existierender Verschlüsselungsmethoden in Fahrzeugen.

Zum Abschluß des Forums diskutierte Oliver Nyderle mit unseren Referenten auf dem „Roten Sofa“ über die Erkenntnisse des Tages, den Zustand von Schrödingers Katze und wo man mit dem Einsatz von Quantencomputing aktuell steht. Einig waren sich alle, das Krypotagilität für die Komponenten benötigen wird und in Unternehmen dringend mit ersten Projektschritten zur Postquantumkryptographie begonnen werden sollten. Parallel dazu sollte die Ausbildung ausgeweitet und die Gelegenheiten zum Testen genutzt werden. In Ergänzung war immer wieder der Wunsch nach Standards zu hören, um breite industrielle Einsatzmöglichkeiten für Quantencomputing zu ermöglichen.

ivo.keller@th-brandenburg.de