Der Wettlauf, die moderne Verschlüsselung mit Quantencomputern zu durchbrechen, hat gerade dramatisch zugenommen. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Quantenrechenleistung, die zum Knacken des weit verbreiteten RSA-Algorithmus erforderlich ist, um den Faktor zehn reduziert wurde, sodass eine praktische Entschlüsselung im nächsten Jahrzehnt in greifbare Nähe rückt. Dies ist nicht nur ein theoretisches Problem; Dies hat unmittelbare Auswirkungen auf die Sicherheit des Online-Bankings, der sicheren Kommunikation und der durch RSA geschützten sensiblen Daten.
Die Sicherheitslücke von RSA
Die RSA-Verschlüsselung beruht auf der Schwierigkeit, große Zahlen in ihre Hauptkomponenten zu zerlegen. Während Quantenalgorithmen wie Shors Algorithmus für klassische Computer rechenintensiv sind, können sie dieses Problem exponentiell schneller lösen. Jahrzehntelang galt die Größe eines Quantencomputers, die zur Durchführung dieses Angriffs erforderlich wäre, als unüberwindbar. Die jüngsten Durchbrüche führen jedoch dazu, dass diese Anforderung rapide sinkt.
Im Jahr 2019 senkten Google-Forscher die Qubit-Schwelle von 170 Millionen auf 20 Millionen. Bis 2025 sank diese Zahl auf unter eine Million. Jetzt hat ein Team von Iceberg Quantum in Australien die Sache noch weiter vorangetrieben und schätzt, dass bereits 100.000 Qubits die RSA-Verschlüsselung innerhalb eines Monats knacken könnten. Um die gleiche Leistung an einem einzigen Tag zu erreichen, wären etwa 471.000 Qubits erforderlich.
So funktioniert der Durchbruch: Verbesserte Qubit-Konnektivität
Der Schlüssel zu diesem Fortschritt liegt in einer verbesserten Qubit-Konnektivität. Frühere Quantencomputerarchitekturen beschränkten Qubits darauf, nur mit ihren nächsten Nachbarn zu interagieren. Die neue Forschung nutzt einen Quanten-Low-Density-Parity-Check-Code (qLDPC), der es Qubits ermöglicht, über größere Entfernungen zu interagieren. Dadurch wird die Datendichte im Quantencomputer erhöht und der Entschlüsselungsprozess beschleunigt.
Das bedeutet nicht, dass der Bruch von RSA unmittelbar bevorsteht. Die Hardware-Herausforderungen bleiben erheblich. Der Aufbau stabiler, fehlerkorrigierter Qubits im großen Maßstab ist ein anhaltendes Hindernis. Mehrere Quantencomputerunternehmen, darunter IBM und Google, streben jedoch bereits Hunderttausende Qubits innerhalb des Jahrzehnts an.
Die realen Einsätze
Die Folgen einer Verletzung von RSA sind weitreichend. Eine funktionierende Quantenentschlüsselungsmaschine würde den Zugriff auf verschlüsselte E-Mails, Bankkonten und geheime Regierungsakten ermöglichen. Daher ist die Entwicklung einer quantenresistenten Kryptographie eine dringende Priorität.
Trotz der Hardware-Hürden mahnen Experten zur Vorsicht. Lawrence Cohen von Iceberg Quantum betont, dass konservative Zeitpläne irreführend sind. „Jemand, der RSA bricht, hätte große Konsequenzen, und es ist immer viel, viel besser, sich auf der Seite zu irren, denn das könnte eher früher als später passieren.“
Der Weg nach vorne: Quantenresistente Lösungen
Obwohl die Bedrohung real ist, reagiert die Quantencomputing-Community. IBM hat qLDPC-Codes bereits als Eckpfeiler seiner Quantencomputerentwicklung identifiziert. Auch andere Ansätze, etwa der Einsatz kalter Atome oder Ionen, könnten praktikable Lösungen bieten.
Das Rennen ist eröffnet. Die Entwicklung von Quantencomputern, die RSA brechen können, ist keine ferne Bedrohung mehr; Es ist eine schnell näherkommende Realität. Die Welt muss sich vorbereiten, indem sie auf quantenresistente Verschlüsselungsstandards umsteigt, bevor der Einsatz unumkehrbar wird.
