Kompetenzzentrum Post-Quanten-Kryptografie

Kompetenzzentrum Post-Quanten-Kryptografie

Sichere Migration zu quantenresistenter Kryptografie


Warum Post-Quanten-Kryptografie jetzt wichtig ist
 

Quantencomputer werden in Zukunft die gängigen Verschlüsselungs- und Signaturverfahren wie RSA, (EC)DH oder (EC)DSA brechen können. Damit wäre die heutige IT-Sicherheit nicht mehr gewährleistet.

Bereits heute bedrohen Quantencomputer die Sicherheit: Im »Store Now, Decrypt Later-Szenario« speichern Angreifer heute kritische verschlüsselte Kommunikationsdaten. Sobald künftig leistungsfähige Quantencomputer verfügbar sind, besteht die Gefahr, dass die gespeicherten Daten nachträglich im Klartext gelesen werden können. Dies betrifft insbesondere Informationen mit langer Vertraulichkeitsdauer, wie Gesundheitsdaten sowie Geschäfts- und Staatsgeheimnisse.

Das BSI und viele weitere IT-Sicherheitsbehörden fordern daher KRITIS-Betreiber, Unternehmen und Behörden dazu auf, rechtzeitig auf quantenresistente Verfahren umzusteigen.
 

Kompetenzzentrum Post-Quanten-Kryptografie: Quantenresistente Absicherung von IT-Systemen

Mit dem Kompetenzzentrum Post-Quanten-Kryptografie bündelt das Fraunhofer AISEC seine Forschungs-, Entwicklungs- und Anwendungsexpertise im Bereich quantensicherer Kryptografie.

Ziel ist die sichere Migration von IT-Systemen in Unternehmen und Behörden hin zu quantencomputerresistenten Verfahren – und damit eine langfristige Absicherung vor den Risiken leistungsfähiger Quantencomputer.

Das Zentrum arbeitet herstellerneutral und praxisnah. Es bringt aktuelle Forschungsergebnisse in konkrete Anwendungen und unterstützt Organisationen bei der Migration auf quantenresistente Verfahren. 

Dabei stehen Kompatibilität mit bestehenden Systemen, Kryptoagilität sowie die individuelle Anpassung an konkrete Sicherheitsbedarfe im Fokus.

 

Warum eine Zusammenarbeit lohnt

Das Kompetenzzentrum Post-Quanten-Kryptografie begleitet Unternehmen und Behörden auf dem Weg zu quantensicheren IT-Systemen und bietet:

  • Herstellerunabhängige und praxisnahe Beratung
  • Individuell zugeschnittene IT-Sicherheitsanalysen
  • Exzellente Forschung als Grundlage für hochwertige technologische Lösungen
  • Implementierung von PQC Verfahren in Hard- und Software
  • Analyse von PQC Verfahren gegen Physikalische Angriffe (SCA, FI)
  • Begleiteter Umstieg auf quantencomputerresistente Verfahren

Kernkompetenzen

Das Kompetenzzentrum Post-Quanten-Kryptografie vereint Forschung, Praxiswissen und anwendungsnahe Beratung, um Unternehmen und Behörden beim sicheren Übergang in die Post-Quanten-Ära zu unterstützen. Unsere zentralen Kompetenzfelder umfassen:

Technologie- und Herstellerneutralität

Kombination aus aktueller Forschung und unabhängiger Beratung für objektive und zukunftssichere Entscheidungen

PQC-Migrationsstrategien

Entwicklung individueller Roadmaps zur sicheren Umstellung bestehender Systeme auf quantenresistente Verfahren

Kryptoagilität

Design agiler IT-Sicherheitsarchitekturen, die austauschbare sichere kryptografische Verfahren ermöglichen

IT-Sicherheitsanalysen

Umfassende Analyse und Bewertung individueller Systemlandschaften hinsichtlich der eingesetzten Kryptografie

Anwendungsnahe Forschung

Aktive Mitwirkung an BMFTR-Projekten, internationalen PQC-Gremien und Facharbeitskreisen

Wissenstransfer & Schulungen

Vermittlung von Kryptografie- und PQC-Kenntnissen für Technik- und Managementebene in Schulungen und Community-Events​

Leistungen

Unterstützung bei der Migration

  • Individuelle Migrationsstrategien (Priorisierung kritischer Systeme, Hybrid‑Ansätze, Roadmaps)​
  • Entwurf kryptoagiler Zielinfrastrukturen (Kryptografie wird leicht austauschbar/updatefähig)​
  • Technische Unterstützung bei der PQC-Implementierung in Software und Hardware
     

IT-Sicherheitsanalysen hinsichtlich der eingesetzten Kryptografie  

  • Analyse und Bewertung externer und interner Anwendungssicherheit​
  • Bewertung des kryptografischen Gesamtrisikos (Cryptographic Risk Assessment)​
  • Analyse von PQC gegen Implementierungsangriffe mit Seitenkanal-/Fehlerangriffstest, Firmware-Analysen​ und Optical Analysis
  • Auswahl geeigneter PQC-Lösungen für Hard- und Software auf Basis Ihrer konkreten Sicherheits- und Performance-Anforderungen
     

Wissenstransfer

Mitwirkung an BMBFR-öffentlich geförderten Forschungsprojekten 

  • Aktive Gestaltung der Zukunft der IT-Sicherheit gemeinsam mit starken Verbundpartnern aus Industrie und Forschung
  • Beitrag zu exzellenten wissenschaftlichen Publikationen und Standardisierungsprozessen
  • Praxisnaher Technologietransfer: von der Forschung direkt in reale Anwendungsszenarien

Schulungen im Lernlabor Cybersicherheit

  • Seminarangebot des Fraunhofer AISEC: Schulungsformate für (quantencomputerresistente) Kryptografie, Kryptoagilität und PQC-Migration​
  • Stets aktuelle Inhalte, didaktisch fundiert aufbereitet von erfahrenen Referenten in Präsenz und Remote

Community-Formate & Netzwerke

  • Internationale PQC-Community für aktuellen Austausch
  • Veranstaltung des jährlichen Netzwerktreffens »PQC-Update« für Experten aus Forschung und Wirtschaft

Forschungsprojekte

Unternehmen profitieren langfristig von dem fundierten Wissen und der praktischen Erfahrung unserer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. In Forschungsprojekten untersuchen sie die Anwendbarkeit von quantenresistenten Verfahren und die praktische Machbarkeit der PQC-Migration.

Die Forschungsprojekte sind auf dieser Webseite in Kurzform dargestellt.

Ausführliche Informationen zu den einzelnen Projekten und dem Kompetenzzentrum Post-Quanten-Kryptografie entnehmen Sie unserem SALES DECK.

Aktuelle Forschungsprojekte

 

PARFAIT

Post-Quanten-Kryptografie für moderne Fahrzeuge: Ziel des Verbundprojekts »PARFAIT« ist es, sichere Verfahren und Methoden für den Einsatz der Post-Quanten-Kryptografie und Krypto-Agilität für den Automobilbereich zu entwickeln.

 

AMiQuaSy

Im Projekt »AMiQuaSy« werden agile Sicherheitsmechanismen entwickelt, mit denen kryptografische Verfahren leicht gegen neue sichere Verfahren ausgetauscht werden können (Kryptoagilität).  

 

TRUSTED

»TRUSTED« strebt einen vertrauenswürdigen europäischen Datenraum für personenbezogene Daten an, der KI-Anwendungen und ein KI-gestütztes Identitäts- und Berechtigungsmanagement für selbstverwaltete Identitäten bereitstellt.

Abgeschlossene Forschungsprojekte

FLOQI

Ziel im Vorhaben »Full-Lifecycle-Post-Quantum-PKI« (FLOQI) war die Entwicklung einer quantencomputerresistenten PKI für besonders langlebige Produkte wie in der Automobilbranche und Industrie 4.0.

Aquorypt

Das Projekt »Aquorypt« untersuchte die Anwendbarkeit von quantencomputerresistenten kryptografischen Verfahren in industriellen eingebetteten Systemen und Chipkarten-basierten Sicherheitsanwendungen.

 

PoQsiKom

PQ-sichere Kommunikation für Industrie 4.0 mit international standardisierten Vertrauensankern: Im Projekt »PoQsiKom« wurde ein Konzept zur sicheren Remote-Freigabe der Schutzbereiche von Werkzeugmaschinen entwickelt.

KBLS

Im Projekt »Kryptografie-Bibliothek BOTAN: Langlebige Sicherheit für IT-Anwendungen und Dienste« koordinierte das Fraunhofer AISEC die Entwicklung und Umsetzung zuverlässiger und benutzerfreundlicher post-quanten-kryptografischer Verfahren.

QuaSiModO

Ziel des Projekts »QuaSiModO« (Quanten-Sichere VPN-Module und -Operationsmodi) war, quantensichere VPNs zu entwickeln und die internationale Standardisierung der notwendigen Netzwerkprotokolle weiterzubringen.

 

PoQuID

Bei »PoQuID« ging es um die Entwicklung von hybriden Authentifizierungs- und PKI-Lösungen zur quantencomputerresistenten Kommunikation zwischen elektronischem Ausweisdokument (ePass) und Authentifizierungsgerät auf Basis eines PQ-Extended Access Control (EAC) Protokolls.

 

Laser-Fault-Injection-Angriff auf hashbasierte Signaturverfahren

Die vom BSI beauftragte Studie untersuchte die praktische Machbarkeit von Laser-Fault-Injection-Angriffen auf das quantenresistente XMSS-Signaturverfahren in realen Implementierungen und leitete Empfehlungen für sichere Implementierungen hashbasierter Signaturverfahren in eingebetteten Systemen ab.

 

Impeccable Keccak

Impeccable Keccak zeigt einen neuen Ansatz zur Sicherung von SLH-DSA (SPHINCS+), einem digitalen Signaturverfahren der Post-Quanten-Kryptografie, das von der NIST 2024 standardisiert wurde. Durch den Einsatz fehlerresistenter Schaltkreise und die Gewährleistung aktiver Sicherheit stellt dies einen neuen Ansatz für fehlerresistente Kryptografie dar.

 

Gitterbasierte Post-Quanten-Kryptografie auf der OpenTitan-Plattform

Erweiterung der OpenTitan-Root-of-Trust um gitterbasierte Post-Quanten-Kryptografie mithilfe von Befehlssatzerweiterungen für den OpenTitan Big Number Accelerator (OTBN).

Verbundnetzwerke

BayQS

Beim Bayerischen Kompetenzzentrum Quanten Security and Data Science (BayQS) entwickelt das Fraunhofer AISEC zusammen mit Partnern Grundlagenkonzepte, Lösungen und Prototypen im Quantencomputing (QC) mit Fokus auf sichere QC-Programmierung und Plattformen Robustes QC und QC-gestützte (hybride) Optimierung.

Fraunhofer Kompetenznetzwerk Quantencomputing

Das nationale Fraunhofer-Netzwerk bestehend aus regionalen Kompetenzzentren verfolgt ein gemeinsames Ziel: Die Erforschung und Entwicklung von neuen technologischen Lösungen auf dem Gebiet des Quantencomputings. Es steht für den Aufbau eines Quantenökosystems innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft wie auch mit Partnern und Kunden aus Forschung und Industrie.

Munich Quantum Valley

Munich Quantum Valley (MQV) fördert Quantenwissenschaft und -technologien in Bayern. Ziel ist der Aufbau wettbewerbsfähiger Quantencomputer. MQV stärkt den Wissenstransfer zwischen Forschung und Industrie, vernetzt Akteure weltweit und bietet Bildungsangebote für Schulen, Hochschulen und Unternehmen.

Schulungen

Trends und Entwicklungen der modernen Kryptografie

In regelmäßig stattfindenden Seminaren rund um Post-Quanten-Sicherheit des Lernlabor Cybersicherheit erlangen Teilnehmende fundierte Kenntnisse über die Funktionsweise von Quantencomputern sowie deren Auswirkungen auf moderne Kryptografie und IT-Sicherheit.

Ein Schwerpunkt der Seminare liegt auf der Anwendung von Post-Quanten-Kryptografie in der Praxis. Dazu gehören Strategien zur Migration bestehender IT-Infrastrukturen auf postquantensichere Verfahren (PQC-Migration) sowie der sichere Einsatz moderner kryptografischer Verfahren in unterschiedlichen Systemumgebungen.

Die Kurse richten sich insbesondere an Entwicklerinnen, Administratorinnen und IT-Sicherheitsverantwortliche, die ihre Systeme frühzeitig auf die Herausforderungen der Post-Quanten-Ära vorbereiten und die zukünftige Entwicklung der IT-Sicherheit fundiert verstehen möchten.

Öffentlichkeitsarbeit

 

Event / 4.-5. Mai 2026

PQC-Update 2026

 

Event / 12. - 13. Mai 2025

PQC-Update 2025

 

Kommentar / 4.12.2024

Kommentar des Kompetenzzentrums Post-Quanten-Kryptografie zur PQC-Studie der DGAP

Event / 13.-14. Mai 2024

PQC-Update 2024

 

Tagesspiegel Background Cybersecurity

Kryptoagilität im Zeitalter der Quantencomputer

Mit der voranschreitenden Entwicklung von Quantencomputern bieten sich neue Möglichkeiten zur Lösung komplexer Probleme. Gleichzeitig bedroht ihre Leistungsfähigkeit heute eingesetzte Verschlüsselungsverfahren. Warum Kryptoagilität der Schlüssel ist, dieser Herausforderung zu begegnen, erklären Prof. Claudia Eckert und Prof. Marian Margraf im Tagesspiegel Background Cybersecurity.

 

Fraunhofer-Magazin

Wenn Quantencomputer angreifen

Im Fraunhofer-Magazin 2/2022 zum Thema »Schutz und Sicherheit: Neue Zeiten, neue Herausforderungen, neue Lösungen« erklärt Prof. Daniel Loebenberger, warum er angesichts der voranschreitenden Entwicklung von Quantencomputern hybride und agile Krypto-Lösungen empfiehlt.

 

Deutschlandfunk

Mathematische Gatter gegen Zukunfts-Computer

Prof. Daniel Loebenberger gibt mit Achim Killer (Journalist) und Manfred Lochter (BSI) Einblicke in die aktuellen Entwicklungen und Herausforderungen in der Forschung zu quantensicheren Verschlüsselungsverfahren.

 

Cybersecurity-Blog

Blogbeiträge zum Thema Post-Quanten-Kryptografie

  • Zum Blog  (cybersecurity.blog.aisec.fraunhofer.de)

Event / 24. Mai 2022

PQC-Update 2022 (Workshop der BMBF-Förderprojekte)

COMMUNITY

Das Kompetenzzentrum Post-Quanten-Kryptografie ist mit zahlreichen Förderern und Partnern vernetzt. Dieses Netzwerk möchten wir kontinuierlich erweitern und freuen uns über Anfragen von Partnern, die mit uns gemeinsam neueste wissenschaftliche Erkenntnisse in die praktische Anwendung bringen.

Bleiben Sie mit uns in Kontakt!

Bitte füllen Sie das Pflichtfeld aus.
Bitte füllen Sie das Pflichtfeld aus.
Bitte füllen Sie das Pflichtfeld aus.
Bitte füllen Sie das Pflichtfeld aus.
Bitte füllen Sie das Pflichtfeld aus.
Bitte füllen Sie das Pflichtfeld aus.

* Pflichtfeld

* Pflichtfeld

Mit dem Absenden des Formulars akzeptieren Sie unsere Datenschutzbestimmungen.
Diese Zustimmung können Sie jederzeit durch eine Nachricht an presse@aisec.fraunhofer.de widerrufen.
Ihre Daten werden DSGVO-konform erfasst.