Quantencomputer brechen Online-Banking-Verschlüsselung in 3 Tagen

Eine neue Untersuchung deutet darauf hin, dass Quantencomputer die bislang als sicher geltende RSA-2048-Verschlüsselung schneller überwinden könnten als bislang angenommen. Binnen weniger Tage ließe sich der Schlüssel rekonstruieren.

23.000 Quantenbits sind ein guter Anfang

Forscher haben berechnet, welche Hardware nötig wäre, um eine RSA-Kryptografie mit 2048-Bit-Schlüsseln in einem vertretbaren Zeitraum auszuhebeln. Sie kamen dabei darauf, dass 23.000 Quantenbits die Aufgabe binnen drei Tagen lösen könnten. Die Berechnungen beruhen allerdings auf theoretischen Annahmen und sind noch weit von einer praktischen Umsetzung entfernt.

Die Untersuchung stammt von einem Team des Pariser Quantencomputing-Unternehmens Alice & Bob. Die Wissenschaftler haben eine neue Abschätzung der Ressourcen vorgenommen, die für den Einsatz von Shors Algorithmus zum Knacken der RSA-Verschlüsselung erforderlich wären. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie als noch nicht begutachtetes Preprint im Cryptology ePrint Archive.


RSA gehört zu den zentralen Verfahren, mit denen aktuell die digitale Kommunikation abgesichert wird. Es schützt unter anderem Bankgeschäfte, Software-Updates und zahlreiche Internetverbindungen. Die Sicherheit beruht darauf, dass sich das Produkt zweier sehr großer Primzahlen zwar leicht berechnen lässt, die ursprünglichen Faktoren aber praktisch nicht effizient aus dem Ergebnis zurückgewinnen lassen. RSA-2048 verwendet dafür Zahlen mit bis zu 617 Dezimalstellen.

Quantencomputer könnten diese mathematische Grundlage mithilfe von Shors Algorithmus aushebeln. Denn anders als klassische Rechner kann ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer große Zahlen damit erheblich schneller faktorisieren. Alice & Bob setzt in seinen Berechnungen auf sogenannte Cat-Qubits. Diese bestehen aus Photonen, die in einem speziellen Resonator eingeschlossen sind. Die Technologie soll bestimmte Quantenfehler besonders effizient unterdrücken und dadurch den Aufbau leistungsfähigerer Systeme erleichtern.

Hardware könnte 2030 da sein

Die benötigte Zahl solcher Qubits ist in den vergangenen Jahren deutlich gesunken. Alice & Bob veranschlagt inzwischen 22.593 Cat-Qubits, um RSA-2048 innerhalb von 3,14 Tagen zu knacken. Eine Verbindung von zehn Quantencomputern mit insgesamt rund 610.000 Qubits könnte die Aufgabe sogar in 1,25 Stunden erledigen, hieß es.

Auch die elliptische Kurvenkryptografie, die unter anderem Bitcoin absichert, untersuchten die Forscher. Demnach könnte ein System mit 29.588 Cat-Qubits einen entsprechenden Angriff in knapp 62 Minuten durchführen. Für einen Diebstahl während einer Bitcoin-Transaktion wäre das allerdings zu langsam: Die Verarbeitung eines Blocks dauert ungefähr zehn Minuten.

Derzeit existieren allerdings noch keine Quantencomputer mit annähernd der erforderlichen Leistungsfähigkeit. Zudem setzen die Berechnungen extrem langlebige Qubits voraus. Die Wissenschaftler halten es dennoch für möglich, dass Anfang der 2030er-Jahre ausreichend leistungsfähige Systeme entstehen könnten.

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