HTTPS-Krpyto gegen Quantencomputer sichern:
Google hat einen Plan

Der US-Technologiekonzern Google hat einen umfassenden Plan vorgestellt, um verschlüsselte Aufurfe von Webseiten auch gegen zukünftige Angriffe durch Quantencomputer abzusichern. HTTPS-Zertifikate sollen hier ohne Leistungseinbußen gehärtet werden.

Sicherheit ohne Aufblähen

Die Herausforderung ist erheblich: Quantenresistente kryptografische Verfahren benötigen deutlich komplexere Schlüssel als die heute üblichen Methoden. Während eine klassische X.509-Zertifikatskette derzeit nur wenige Kilobyte umfasst, wären die benötigten post-quantum-Signaturen um ein Vielfaches größer. Je umfangreicher ein Zertifikat aber ist, desto länger dauert der sogenannte TLS-Handshake, also der Verbindungsaufbau zwischen Browser und Website. Das könnte vor allem bei langsamen Internetverbindungen oder älteren Geräten zu Verzögerungen führen.

Bas Westerbaan, Forschungsingenieur beim Content-Delivery-Netzwerk Cloudflare, das mit Google kooperiert, warnte daher vor negativen Folgen: Würden Webseiten durch größere Zertifikate spürbar langsamer, könnten Nutzer die neue Verschlüsselung schlicht deaktivieren. Zudem könnten sogenannte "Middleboxes", also zwischengeschaltete Netzwerkkomponenten, durch die Datenmengen überfordert werden.


Als Ausweg setzen Google und Cloudflare auf sogenannte Merkle-Bäume. Diese spezielle Datenstruktur erlaubt es, große Informationsmengen mithilfe kryptografischer Hashes effizient zu verifizieren. Statt eine komplette Kette einzelner Signaturen zu übertragen, soll künftig ein kompakter Nachweis genügen, dass ein Zertifikat Teil eines größeren, signierten Datenbaums ist. Die Zertifizierungsstelle unterschreibt dabei lediglich die "Wurzel" des Baumes, während der Browser nur einen schlanken Inklusionsnachweis erhält. Trotz zusätzlicher Sicherheitsmechanismen soll die Datenmenge so in etwa auf dem heutigen Niveau von rund vier Kilobyte bleiben.

Tests laufen schon

Hintergrund der Initiative ist die Sorge, dass leistungsfähige Quantencomputer eines Tages mit Shors Algorithmus heutige kryptografische Verfahren brechen könnten. Diese Rechner sind durch ihre neuartigen Ansätze bei der Verarbeitung von Algorithmen in der Lage, bestimmte Verschlüsselungsverfahren sehr schnell auszuhebeln.

Google ergänzt deshalb klassische Kryptographie-Verfahren um quantenresistente Algorithmen wie ML-DSA. Angreifer müssten dann sowohl herkömmliche als auch neue Methoden kompromittieren, um erfolgreich zu sein. Das Projekt ist Teil eines "quantum-resistant root store", der den 2022 eingeführten Chrome Root Store ergänzt. Erste Tests laufen bereits: Rund tausend Zertifikate werden derzeit in einem Pilotprojekt erprobt, während internationale Standardisierungsgremien an langfristigen Lösungen arbeiten.


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