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00 Kryptographie

Post-Quanten-Kryptographie

NIST-standardisierte Post-Quanten-Kryptographie für das Web.

01 Overview

Warum Post-Quanten-jetzt wichtig ist.

01

Ernten Sie jetzt, entschlüsseln Sie später

Angreifer zeichnen bereits heute verschlüsselten Datenverkehr auf, mit der Absicht, ihn zu entschlüsseln, sobald ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer existiert. Alle Daten mit einer Nutzungsdauer von mehr als 5 bis 10 Jahren sind gefährdet: medizinische Aufzeichnungen, Rechtsdokumente, F&E, Kundendatenbanken.

02

NIST hat die Standards finalisiert

Nach einem achtjährigen Wettbewerb veröffentlichte NIST im August 2024 FIPS 203 (ML-KEM) und FIPS 204 (ML-DSA). Dies sind die Algorithmen, zu denen Regierungen, Banken und Infrastrukturanbieter migrieren. UltimaOS hat sie am ersten Tag übernommen.

03

Klassische Kryptographie wird irgendwann versagen

RSA-2048 und ECDSA-P256, die Public-Key-Arbeitstiere des aktuellen Internets, werden von einem groß angelegten Quantencomputer, der Shors Algorithmus ausführt, gebrochen. Migration ist nicht optional – nur eine Frage des Timings.

02 Details

Wie UltimaOS Post-Quanten-implementiert.

UltimaOS verwendet NIST-standardisierte Gitterkryptographie für jede Public-Key-Operation, gepaart mit klassischen symmetrischen Primitive, die selbst als quantenresistent gelten. Das Ergebnis ist ein hybrider Stack, bei dem kein einzelner Algorithmusfehler das System gefährdet.

01

ML-KEM-768 für den Schlüsselaustausch

Frische 256-Bit-symmetrische Sitzungsschlüssel werden mit ML-KEM-768 (FIPS 203) für jede neue Konversation, jeden Dateiaustausch und jeden Anruf gekapselt. Das resultierende gemeinsame Geheimnis speist eine symmetrische Sitzung, die mit XChaCha20-Poly1305 verschlüsselt ist.

02

ML-DSA-65 für Signaturen

Kontoidentitäten, Einladungen, Geräte-Registrierungen und signierte Audit-Aufzeichnungen verwenden ML-DSA-65 (FIPS 204). Signaturen sind 1.959 Bytes – größer als ECDSA, aber für einen interaktiven Arbeitsbereich akzeptabel.

03

XChaCha20-Poly1305 für Nutzlasten

Inhalte innerhalb des Ende-zu-Ende-verschlüsselt-Umschlags – Nachrichten, E-Mails, Dateien, Notizen, Aufgaben, Dokumente und Tabellenkalkulationen – werden mit XChaCha20-Poly1305, einer authentifizierten symmetrischen Chiffre, verschlüsselt. Kalenderereignisse und KI-Konversationsverlauf liegen heute außerhalb dieses Umschlags. Symmetrische Primitive mit 256-Bit-Schlüsseln haben keinen bekannten Quanten-Beschleunigungseffekt über Grovers Schranke hinaus.

04

Hash-basierte Sicherung für Software-Updates

Software-Updates werden kryptographisch signiert, und Clients verifizieren die Signatur, bevor sie sie anwenden.

03 Key points

Was Sie wissen müssen.

  1. 01

    Keine Aktion seitens der Benutzer erforderlich

    Post-Quanten-Kryptographie ist standardmäßig für jedes Konto aktiviert. Sie müssen nichts aktivieren, installieren oder lernen. Die Migration ist für den Endbenutzer unsichtbar.

  2. 02

    Es gibt keine Downgrade-Option

    Es gibt keine Einstellung, um auf RSA oder ECDSA zurückzufallen. Ein Downgrade zu erlauben, würde eine Downgrade-Angriffsfläche schaffen, bei der ein Angreifer einen schwächeren Handshake erzwingt. Post-Quanten-ist der einzige Modus.

  3. 03

    Die Leistung ist akzeptabel

    Die Schlüsselerzeugung von ML-KEM-768 dauert etwa 0,05 ms, die Kapselung 0,07 ms. Das Signieren mit ML-DSA-65 dauert ~0,2 ms, die Verifikation ~0,5 ms. Die Bandbreitenkosten betragen ein paar zusätzliche Kilobyte pro Handshake – vernachlässigbar für ein Chat-/Arbeitsbereichsprodukt.

  4. 04

    Zukunftssicher für mindestens 20 Jahre

    Die Kombination aus Gitter-KEM, Gitter-Signaturen und 256-Bit-symmetrischer Verschlüsselung wird voraussichtlich mindestens zwei Jahrzehnte lang sicher gegen sowohl klassische als auch Quantenangreifer bleiben, basierend auf dem aktuellen Konsens in der Kryptographie-Community.

05 Frequently asked

Fragen zur Post-Quanten-Kryptographie.

Was ist Post-Quanten-Kryptographie?

Short answer

Post-Quanten-Kryptographie bezieht sich auf kryptographische Algorithmen, die gegen Angriffe sowohl klassischer als auch Quantencomputer resistent sein sollen. NIST führte einen achtjährigen Wettbewerb durch und standardisierte im August 2024 den ersten Satz von Post-Quanten-Algorithmen (FIPS 203, 204 und 205). (NIST-PQC-Programm)

Ist UltimaOS quantensicher?

Short answer

Ja. UltimaOS verwendet NIST-standardisierte Post-Quanten-Algorithmen (ML-KEM-768, ML-DSA-65) für alle Public-Key-Operationen und 256-Bit-symmetrische Verschlüsselung (XChaCha20-Poly1305) für alle Daten im Ruhezustand. Der kryptographische Stack gilt als sicher gegen sowohl klassische als auch Quantenangreifer. (FIPS 203 · FIPS 204)

Wann werden Quantencomputer RSA brechen?

Short answer

Die Schätzungen variieren. Konservative Prognosen gehen von einem kryptographisch relevanten Quantencomputer in 10 bis 20 Jahren aus, aber einige Experten argumentieren, dass es angesichts der jüngsten Durchbrüche früher sein könnte. Die sichere Annahme für alle Daten mit einer mehrjährigen Lebensdauer ist, dass die Bedrohung bereits relevant ist – das Modell des Ernten-Jetzt-Entschlüsseln-Später-Angriffs.

Warum fördert die Europäische Union Post-Quanten-?

Short answer

Die EU hat quantensichere Kryptographie durch das EuroQCI-Programm und die EU-Cybersicherheitsstrategie als strategische Priorität identifiziert. Die CSIRTs der Mitgliedstaaten und Infrastrukturanbieter sind verpflichtet, in den kommenden Jahren auf Post-Quanten-Algorithmen zu migrieren.

Kann ich Ihre Kryptographie unabhängig verifizieren?

Short answer

Die Algorithmen sind NIST-standardisiert mit öffentlichen Spezifikationen, sodass das kryptographische Design unabhängig gegen diese Spezifikationen verifiziert werden kann. Der Client wird als Standard-Single-Page-App an Ihren Browser ausgeliefert, sodass der ausgeführte Code direkt in den Entwicklertools eingesehen werden kann – heute einsehbar, mit signierten reproduzierbaren Builds auf der Roadmap, um es mechanisch verifizierbar zu machen. Das Backend ist proprietär; Sie können sein Verhalten von innerhalb uOS über uAI abfragen.

Macht Post-Quanten-UltimaOS langsamer?

Short answer

Vernachlässigbar. Der Post-Quanten-Schlüsselaustausch fügt am Anfang einer Konversation ein paar Millisekunden und ein paar Kilobyte Netzwerkverkehr hinzu. Die tägliche Nutzung ist von klassischer Kryptographie nicht zu unterscheiden.

Was passiert, wenn ein Post-Quanten-Algorithmus gebrochen wird?

Short answer

Gitterbasierte Kryptographie wird seit über 25 Jahren ohne signifikante Brüche untersucht. Falls jemals ein fundamentaler Bruch entdeckt wird, würde UltimaOS zu einem neuen Algorithmus migrieren – und die Seite zur Sicherheitsoffenlegung würde den Prozess öffentlich dokumentieren.

Ist UltimaOS Teil eines Post-Quanten-Standardisierungsgremiums?

Short answer

UltimaOS folgt den veröffentlichten NIST-Standards und verfolgt die IETF-Standardisierung (die pq-crypto- und tls-Arbeitsgruppen) und baut auf den von der Community überprüften kryptographischen Implementierungen dieser Standards auf.

Ist Quantenbeweis-Verschlüsselung dasselbe wie Post-Quanten-Verschlüsselung?

Short answer

Sie beschreiben dasselbe Ziel mit verschiedenen Worten. „Quantenbeweis-Verschlüsselung“, „quantenresistente Verschlüsselung“ und „quantensichere Verschlüsselung“ sind informelle Begriffe für das, was NIST als Post-Quanten-Kryptographie standardisiert hat: Algorithmen, von denen angenommen wird, dass sie gegen einen Angreifer mit einem groß angelegten Quantencomputer bestehen. UltimaOS verwendet die standardisierten – ML-KEM-768 (FIPS 203) und ML-DSA-65 (FIPS 204) – und nichts Eigenes.

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