Post-Quanten-Kryptografie Einführung, Algorithmen, Sicherheit
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Rheinwerk Computing, ISBN 978-3-367-11716-1
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Rheinwerk Computing, ISBN 978-3-367-11717-8
E-Book-Formate: PDF, EPUB, Online
Rheinwerk Computing, ISBN 978-3-367-11720-8
E-Book-Formate: PDF, EPUB, Online
Rheinwerk Computing, ISBN 978-3-367-11721-5
Quantencomputer versprechen enorme Fortschritte – und stellen damit eine Bedrohung für die Kryptographie dar. Bewährte Verfahren wie RSA und Diffie-Hellman könnten durch leistungsfähige Quantencomputer gebrochen werden. Und Dank »Harvest Now, Decrypt Later« dürften Sie die Planung auch nicht bis zum Q-Day aufschieben.
Florian Dalwigk begleitet Sie von den mathematischen und kryptographischen Grundlagen über die Funktionsweise von Quantencomputern bis zur Post-Quanten-Kryptografie. Dabei erfahren Sie, welche Verfahren die Kryptografie der Zukunft prägen werden, warum sie funktionieren und wie der Umstieg in der Praxis gelingt.
- Grundlagen des Quantencomputings mit Qiskit
- Von klassischer Kryptografie zu quantensicheren Algorithmen
- Post-Quanten-Verfahren und ihre mathematischen Grundlagen: ML-KEM, ML-DSA
- Kryptographische Systeme auf die Post-Quanten-Ära vorbereiten
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Grundlagen schaffen
Bevor es um Post-Quanten-Kryptografie geht, brauchen Sie mathematische und kryptographische Grundlagen. Von modularer Arithmetik über Hashfunktionen und AES bis zu RSA und elliptischen Kurven entsteht Schritt für Schritt das Fundament.
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Die Quantenbedrohung verstehen
Qubits alleine brechen noch keine Verschlüsselung, aber Algorithmen wie Grover und Shor sind eine Gefahr. Beispiele und praktische Experimente mit Qiskit zeigen, wie Quantencomputer und Quantenalgorithmen funktionieren, welche kryptografischen Probleme sie tatsächlich lösen können und wo ihre Grenzen liegen.
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Kryptographie quantensicher machen
Post-Quanten-Kryptografie ersetzt gefährdete Verfahren durch Algorithmen, deren Sicherheit auf anderen mathematischen Problemen beruht. Dazu finden Sie eine verständliche Einführung in die gitterbasierte Kryptographie und lernen Verfahren wie ML-KEM und ML-DSA kennen. Sie erfahren auch, was »Harvest Now, Decrypt Later« für heutige Systeme bedeutet und wie sich der Übergang zur Post-Quanten-Kryptographie vorbereiten lässt.
Aus dem Inhalt
- Mathematische Grundlagen der Kryptographie
- Hashfunktionen und symmetrische Verschlüsselung (RSA und Diffie-Hellman)
- Elliptische Kurven und ECDH
- Quantencomputer: Qubits, Gatter, Schaltkreise, Register
- Quantenalgorithmen mit Qiskit programmieren: Grover und Shor
- Auswirkungen von Quantencomputern auf RSA, ECC und Bitcoin
- Harvest Now, Decrypt Later und der Q-Day
- Grundlagen der gitterbasierten Kryptographie
- ML-KEM und ML-DSA
- Quantensichere Verschlüsselung und Signaturen
- Migration zur Post-Quanten-Kryptographie
- Übungen und praktische Beispiele
