Quanten-Computer E-Book

Theo Tenzer

• Herausgeber: Books on Demand
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Serie: Super Secreto - Die dritte Epoche der Kryptographie / 3-Bände-Ausgabe
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 291

Veröffentlichungsjahr: 2024

Beschreibung

Mit dem vorliegenden Band 2/3: "Quanten-Computer - Der McEliece-Algorithmus und das Echo-Protokoll neben Grundlagen in der Kryptographie: Innovation Supremacy" legt Theo Tenzer seine Publikation über den kryptographischen Wandel "Super Secreto - Die dritte Epoche der Kryptographie" in einer 3-Band-Ausgabe vor. Die weiteren Bände zu Crypto-Wars - Politische Einflussnahmen beim Recht auf Ende-zu-Ende Verschlüsselung um die 2020er Jahre: Beginn der Chat-Kontrolle? sowie Open-Source - Quell-offene Software zur Demokratisierung von Verschlüsselung: Projekte & Features in der Cryptographischen Cafeteria sind ebenso erhältlich. In dem hier vorliegenden Band (2/3) geht es nach einer kurze Grundlageneinführung in die Kryptographie um die Entwicklung der Quanten-Computer und die Rolle von neuen Protokollen bzw. Algorithmen wie der McEliece-Verschlüsselung.

Leseprobe

Ich habe keine Lösung, aber ich bewundere das Problem.

Ashley Brilliant,

Autor.

Inhalt | QUANTEN-COMPUTER

Über den kryptographischen Wandel, seine Game-Changer und seine Öffentlichkeit - Vorwort zum Re-Print „Drei-Bände-Ausgabe“

Vorwort zur Erstausgabe: Zur weltweiten Krise der Privatsphäre - Der Aufbruch von Verschlüsselung und ihr Weg in die Dritte Epoche der Kryptographie

Sektion 1: Mit Lernkurven: Zurück in die Zukunft eines neuen WhatsApp?

Demokratisierung von quell-offener Verschlüsselung: Ein großartiges Schauspiel nur der Mathematik?

Mein Auftakt: Wie gehe ich als Lernender persönlich an das Thema Verschlüsselung heran?

Sektion 2: Historische Anfänge und Grundlagen der Kryptographie

Von Caesar über Enigma zum AES: Die symmetrische Verschlüsselung

Ein Sonderfall: Das One-Time-Pad (OTP)

Dreidimensionales Mischen als Gedanken-Modell bei der Cube Encryption

Asymmetrische Verschlüsselung

GPG (GNU Privacy Guard)

S/MIME

Hash-Funktionen, Zertifikate und Signaturen: SHA, Argon2 & Co.

Sektion 3: Die Dritte Epoche der Kryptographie: Ein Zeitalter für Multi-Verschlüsselung, exponentielle Verschlüsselung & quantum-sichere Verschlüsselung?

Aufbruch und Abschied: No Longer Secure

Quanten-Computer und ihr überlegener Durchbruch in eine neue Epoche

Multi-Verschlüsselung: Ein Cocktail an der Bar?

Exponentielle Verschlüsselung mit dem Echo-Protokoll im Netz der Graphen•

McEliece & NTRU: Ein neuer Lebenszyklus mit sicheren Algorithmen?!

Sektion 4: Transformation der Kryptographie: Das Schlüssel-Transport-Problem wird gelöst

Schlüsselaustausche über DHM, REPLEO, EPKS oder AutoCrypt?

Cryptographisches Calling: von Forward Secrecy zu Instant Perfect Forward Secrecy (IPFS)

Derivative Kryptographie: Secret Streams Schlüssel aus dem Socialist Millionaire Protokoll (SMP) ableiten

Derivative Kryptographie: Juggerknaut Schlüssel

Kenntnisfreiheit in der Ali Baba Höhle

Automatisierte Interaktionsfreiheit und andere Ausblicke auf Zero-Knowledge-Beweise für weitere Programmierungen in der Kryptographie

Sektion 5: Interoperabilität, Kongruenz und Interkonnektivität von Schottischen Eiern

Interoperabilität: nicht nur technisch ein hoffnungsloses Unterfangen?

Big-7-Studie: Quell-offene Messenger im Vergleich

Messenger Scorecards: Zur Vollständigkeit kryptographischer Kriterien

Mögliche Empfehlungen zur Standardisierung und Interoperabilität von Messengern

Technischer Ausblick: Dem Schottischen Ei sein Mantel - Staatliche Server als Overlay-Netz?

Sektion 6: Ausblick: Digitale und Kryptographische Souveränität - National, personal und unternehmerisch

Abbildungsverzeichnis

Glossar

Didaktische Fragestellungen

Bibliographische Verweise

Abkürzungsverzeichnis

Register für diesen Band

Referenzen

ÜBER DEN KRYPTOGRAPHISCHEN WANDEL, SEINE GAME-CHANGER UND SEINE ÖFFENTLICHKEIT - VORWORT ZUM RE-PRINT „DREI-BÄNDE-AUSGABE“ •

Liebe Leserin und lieber Leser*,

der kryptographische Wandel war bislang viel zu wenig ein Thema des allgemeinen Lernens und Lehrens - insbesondere für ein breiteres, umfassenderes Publikum. Und doch betrifft dieser technologische Wandel uns alle. Doch worin besteht er und was macht ihn aus?

Wer über die aktuellen Entwicklungen der Informationstechnologie berichtet, wird auch insbesondere zum kryptographischen Wandel - und das ist derzeit ein wesentliches, aktuelles Feld - nicht um Details und Spezifikationen - sagen wir allgemein: um die Darstellung von Unterschieden und Entwicklungen herumkommen.

Gerade das machte, nachdem sich das Online- und Smartphone-Zeitalter zwei, drei Dekaden etabliert hatte, die Recherche zu diesem Themen-Komplex so sinnvoll und bedeutend.

Als der Buch-Band „SUPER SECRETO: Die Dritte Epoche der Kryptographie - Verschlüsselung für alle“ fertiggestellt war, ging es um eine Verlagssuche: Diese Suche nach einem Verlag hat fast genauso lange Zeit in Anspruch genommen, wie das Schreiben des Manuskriptes selbst.

Publikumsverlage haben meist eine Jahres- bzw. Quartalsplanung und benötigen entsprechende Monate, um ein neues Manuskript zu integrieren, falls es bei den wenigen im Jahresverlauf noch offenen Programmplätzen überhaupt dazu kommt. Zudem ist dann eine meist allgemeine Aufbereitung von Fachinhalten zuträglich, damit ein Fachthema überhaupt breiter vermarktet werden kann.

Und schließlich gibt es die Fachverlage. Diese sind für die einzelnen Themen, egal welches Fachgebiet, meist sehr monopolartig aufgeteilt. Das Publikations-, wie aber auch das Wissenschaftssystem tut gut daran, wenn es einerseits nicht (zu) lange dauert, bis Innovationen und notwendige Beschreibungen von Zeiten der Transition, also Zeiten, in denen wir Innovationen erleben oder uns gar gesellschaftlich wandeln und anpassen müssen, in Buchform veröffentlicht sind. Und zudem gehen Veröffentlichungen in Fach-Verlagen leider auch immer in der Hand von nur wenigen Akteurinnen und Akteuren mit eingefahrenen Strukturen von statten.

Zugleich sorgen rege Schattenbibliotheken wie Sci-Hub, Z-Library oder Annas-Archive mit meist illegal geteilten Kopien von teuren Fachbüchern im E-Book bzw. PDF-Format dafür, dass in einschlägigen Fachverlagen weniger Auflage verkauft wird. Mit der Konsequenz: dass dann entweder der Verkaufspreis einer Neuerscheinung noch höher angesetzt werden muss - oder aber, die Wirtschaftlichkeit eines Buchprojektes von den Lektoraten noch strenger mit ihren Leitungskräften eingeschätzt werden müssen. Es ist dann wenig Raum für neue und experimentelle Themen, oder aber auch unkonventionelle Zusammenstellungen und Aufbereitungen, wie ein Thema es manchmal erfordern mag.

Hielten wir den Wandel und die Innovationen 50 Jahre an, und warteten, bis die Urheberrechte von Büchern durch Zeitablauf oder Versterben der Autorinnen und Autoren erloschen wären, und Google oder andere elektronische Sammlungen alle Bücher gemeinfrei anbieten können, dann reichten 50 Jahre alte Fachbücher wahrscheinlich für entgeltfreies Lernen aus? Doch die sogenannte Halbwertszeit des Wissens ist besonders in der Informationstechnologie hoch: ständig neue Hardware, Programme und digitale Verfahrensweisen erfordern, auf dem Laufenden zu bleiben, so dass alte Lehrbücher ohne Kopierschutz auch nicht weiterhelfen würden.

Grundsätzlich ist es zu begrüßen, wenn gerade auch Fachwissen zu einem breiten Wissen umgewandelt wird oder zumindest für alle bereitsteht. Dieses gilt umso mehr im Bereich von sehr spezifisch zugeschnittenen Fachthemen wie in der Informatik, der Mathematik, der Kryptographie, und auch der gesellschaftswissenschaftlichen Technikfolgenabschätzung.

So hatten zwei Verlage ausgesprochenes Interesse an dem Manuskript über die Demokratisierung der Kryptographie, dem kryptographischen Wandel und einem sicherlich nicht un-spannenden Bericht über den aktuellen und eigentlich immerwährenden Crypto-Krieg, in dem die politischen Kräfte um die 2020er Jahre die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung in unseren Chat-Messengern entdeckten – wie auch damals Mitte der 1990er Jahre schon ein fast vergleichbarer Crypto-Krieg in den USA um die Verschlüsselung von E-Mails tobte.

Auch bestand weiterhin Interesse an der gerade vollzogene Realisierung von schnellen Quanten-Computern mit ihren Auswirkungen auf die bislang übliche, aber nun von der amerikanischen Normungsbehörde NIST (je nach Schlüsselgröße und Zukunftsperspektive) als „nicht mehr sicher“ angesehene RSA-Verschlüsselung. Aufmerksamkeit erregte eine erste Implementierung eines gegen die Quanten-Computer sicheren Nachfolgers: dem McEliece-Algorithmus, oder auch dem NTRU-Algorithmus.

Zu einem schriftlichen Bericht zum Themenfeld der modernen Verschlüsselung sollte auch gehören, dass eine fast umfassende Übersicht über die quelloffenen Projekte im Bereich der Verschlüsselung inkludiert war.

Vertiefend wurde dazu also mit einem marktführenden Verlag gesprochen, der es am Ende jedoch für deren Zwecke für nicht wirtschaftlich hielt.

Ein anderer marktbegleitender Verlag schlug vor, die Buchkonzeption nur in einem Aspekt zu betrachten - also um zwei Drittel zu kürzen - und dann müsse alles auch nach einem bestimmten didaktischen Muster umgearbeitet werden. Denn dieser Verlag ist auch noch im didaktischen Lehrmittelbetrieb tätig.

So sehr die didaktische Ebene zu fördern ist - eine Kürzung der zusammengetragenen Inhalte und der wesentlichen Elemente der Buchkonzeption kam nicht in Frage. Zumal eine feste Zusage, die Publikation dann zu erstellen, nicht gegeben werden konnte.

Es ist zudem bekannt, dass neue oder im spezifischen Fokus neu aufgegriffene Themen, die an Verlage als Manuskript herangetragen werden, oftmals durch das Experten-/Peer-Review Verfahren schneller bei anderen Schreibern veröffentlicht werden, als dass ein Verlag die eigene Konzeption umsetzt. Mit anderen Autorinnen und Autoren unter Vertrag bringen manche Verlage ein Thema oder spezifischen Fokus dann dennoch, obwohl sie absagten.

Wenige Wochen nach Vorstellung des Manuskriptes bei einigen Verlagen erschienen Impulse von politischen Repräsentantinnen und Repräsentanten in diesen Themenbereichen, die bislang still ruhten. Zufall? Beweisen kann man diese Leaks oder sagen wir thematischen Koinzidenzen nicht. Durchaus lassen Verlage Manuskripte bei Expertinnen und Experten sowie Institutionen auch in politischen Zusammenhägen prüfen. Selbst wenn man nur annimmt, dass es so sei, zeigt es dennoch eine These der Zementiertheit und Macht der Platzhirsche in der Publikationsindustrie: veröffentlichte Meinung - wie auch Politik - ist in Hand weniger kapitalkräftiger Menschen, die ihre Entscheidungen in ihren Netzwerken für eine Nation treffen. Und sich mit der Unsicherheit von bisheriger Verschlüsselung angesichts der heutigen und zukünftigen Kapazitäten von QuantenComputern zu beschäftigen – das hat auch schon bürgerweite Relevanz für eine Industrienation.

Ein Buch gehört in die Hände aller, und nicht nur in die Hände derer, die sich Bildung leisten können. – Dasselbe gilt auch für Verlage: es gibt kaum einen Verlag, der in Hand eines Vereines oder einer Genossenschaft ist, die allen Beteiligten gehört.

Auch daher kam es bei dem weiteren Verlag für das vorliegende Manuskript nicht in Frage, dass es ein unerschwinglich teurer Buch-Band wird: Niemand will und soll für ein Buch das sechsfache eines Stunden-MindestLohnes aufbringen, nur um sich Kenntnisse z.B. während der Ausbildung anzueignen.

Studierende zahlen nicht nur für manche interessanten Fachausführungen in Büchern mehr als 50 Euro, sondern auch schon für die grundlegenden Einführungen oder Aufbauwerke in einem Fachbereich diese horrenden Preise.

Mein eigenes Gespür, was ich selbst als Lernender mit einem entsprechenden Budget auszugeben bereit gewesen wäre, sollte auch bei der Realisierung des vorliegenden Projektes zu einem akzeptablen Verkaufspreis beeinflussen - und sicherlich auch ein anzuerkennendes Gewinn-Interesse eines Verlags berücksichtigen können.

Aber ein Softcover-Paperback im Fachverlag zu dem sechsfachen eines normalen ebenso Paperback-Taschenbuches aus einem Publikumsverlag zu verlangen, schien untragbar – auch wenn Verlage dann mit weniger Auflage entsprechend anders kalkulieren müssen. So kam es nicht dazu: Denn dieser Verlag beabsichtigte als einer der marktführenden noch höhere Kalkulationsgewinne!

Ich fühlte mich bekräftigt, den Band in seiner Gesamt-Konzeption wie inhaltlich ausgearbeitet und recherchiert vorzulegen: Die politische Diskussion der Ende-zu-Ende-Verschlüsselung sollte um die Entwicklung der Super-Quanten-Computer ergänzt werden. Und es ist auch die wesentliche Perspektive der Wahrung der Privatsphäre und der Einhalt-Gebietung der totalen Überwachung der Bürgerinnen und Bürger zu berücksichtigen, in dem man auf quell-offene, also für alle gemeinfrei zur Verfügung stehende Werkzeuge hinweist - inklusive einer grundlegenden Kurz-Einführung in die Kryptographie.

Diese Tools, die allen zur Verfügung stehen, um private Briefe und Messages in unseren Messengern zu verschlüsseln, um das Briefgeheimnis und Postgeheimnis zu wahren, sollten ebenso in eine Publikation gehören, wie die mächtigen Supercomputer für die Regierungen, die einen neuen Krieg um Kryptographie im Bereich der Ende-zu-Ende-Verschlüsselung um die Jahre 2020 entfachten – indem sie den Bürgerinnen und Bürgern jegliche Online-Kommunikation in ihren Chats überwachen wollten, oder dazu gar auch die Ende-zu-Ende verschlüsselte Kommunikation perspektivistisch verbieten wollten. Nicht nur für die Beziehung zwischen Anwältinnen und Anwälten sowie Mandantinnen und Mandanten oder für Whistleblowerinnen und Whistleblower schwer akzeptierbar, sondern auch für den Schutz von Privatem.

Und: es deutete sich nicht nur mit dem Achtungserfolg eines Quanten-Super-Computers ein neues Zeitalter an, sondern auch für die Bürgerinnen und Bürger waren neue Werkzeuge entstanden: das McEliece-Messaging mit dem gegen Quanten-Computer sicheren McEliece-Algorithmus war erstmals quelloffen in dem Messenger Smoke Crypto Chat implementiert.

Der Messenger Delta-Chat ermöglichte einfache Verschlüsselung und Chat über E-Mail-Server mit dem in der Verschlüsselungs-Suite Spot-On entwickelten, sogenannten POPTASTIC-Protokoll (namentlich also an den POP3-Postfächern im E-Mail angelehnt). Die AutoCrypt-/Repleo-Funktion ermöglichte einen einfachen Schlüssel-Austausch.

Die Verschlüsselungs-Software Spot-On vollzog nicht nur zahlreiche Innovationen im Bereich der Kryptographie bzw. der angewandten Kryptographie, sie führte zugleich auch bahnbrechende neue Gestaltungen über das sog. „Echo“ ein:

Das Echo-Protokoll ist ein kryptographische Protokoll, dass ohne Routing-Informationen in den Datenpaketen auskommt: Es ist daher nicht nur „Beyond“ - also nachfolgend - des Paradigmas des „Routings“, sondern es ist „Beyond Cryptographic Routing“. Denn die IP-Adresse wird nicht durch einen Text-String ersetzt, wie z.B. einen Hash String wie es bei der Bitcoin-Blockchain oder einer damaligen bekannten Anwendung BitMessage der Fall war. Stattdessen enthält das Echo-Protokoll eben keine Absender- oder Zieladresse, wie es in Band 2 dieser Reihe noch ausführlicher erläutert wird. Das ist nicht nur kryptographisch interessant, sondern stellt die zielführenden Protokolle wie TCP oder UDP auf den Kopf und ergänzt diese um eine neue Daseinsform, die insbesondere auch von der Überwachung mit Metadaten befreien kann.

Den kryptographischen Wandel, der unter anderem, aber vor allem Mittels der erstarkenden Quanten-Computer eine neue Epoche einzuleiten schien, empfand ich als wesentlich und bedeutend, ähnlich als wenn ein diskreter Logarithmus zur Entdeckung der asymmetrischen Verschlüsselung führte, die wir heute alle mit öffentlichen und privaten Schlüsseln nutzen oder beim verschlüsselten Online-Banking per TLS/SSL mit einer Zertifizierungs-Autorität anwenden.

In der Zahlentheorie ist der diskrete Logarithmus das Analogon zum gewöhnlichen Logarithmus, diskret kann in diesem Zusammenhang etwa wie ganzzahlig verstanden werden. Die diskrete Exponentiation ist die Umkehrfunktion des diskreten Logarithmus. D.h.: die natürliche Exponentialfunktion ist die Umkehrfunktion des natürlichen Logarithmus. Und diese Exponentialfunktion spielt in der asymmetrischen Verschlüsselung mit Primzahlen eine entscheidende Rolle. Verwendete Primzahlen schnell zu knacken, ist eine Aufgabe der Quanten-Computer. Und sie waren darin nicht nur erfolgreich, sondern auch immer schneller: Die Dritte Epoche der Kryptographie klopfte an.

Der erste Messenger mit McEliece-Messaging war eine zügige Antwort auf die Quanten-Computer wie auch umfassend ausgearbeitete quelloffene Verschlüsselungs-Werkzeuge wie VeraCrypt oder auch Spot-On, die Festplattenverschlüsselung bzw. Ende-zu-Ende Verschlüsselung für alle sicherten. Und zugleich waren die Crypto-Wars politisch und gesellschaftspolitisch zu beschreiben und aktueller denn je zuvor - und sicherlich auch nicht zu vernachlässigen mit ihren berechtigten Anliegen.

Kennzeichen des Kryptographischen Wandels

Der kryptographische Wandel kennzeichnet sich also vorwiegend durch folgende ausgewählte Entwicklungen - so intensive und nachhaltige Game-Changer der Kryptographie hatten nur wenige Jahrzehnte zuvor:

(1) Ende-zu-Ende-Verschlüsselung in Messengern: Die verstärkte Anwendung von Ende-zu-Ende-Verschlüsselung erfolgt in modernen, kostenfreien Chat-Messengern von großen amerikanischen Tech-Giganten, die einerseits Sicherheit in der Kommunikationsübermittlung versprechen, gleichzeitig aber auch hinsichtlich entsprechender Hintertüren angezweifelt werden, um Millionen und Milliarden von Nutzerinnen und Nutzern ggf. in falscher Sicherheit wiegend überwachen zu können. Open-Source-Messenger mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung bieten ebenso bei Chat-Klienten wie auch Chat-Servern Alternativen.

(2) Politische Unterwanderung von technischer Verschlüsselung durch beginnende Chat-Kontrollen: Politische Diskussionen um die Regulierung von Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und zunehmende Überwachung der Bevölkerung durch politische Forderungen nach Vorratsdatenspeicherung, beabsichtigtes Verbot von Verschlüsselung sowie zukünftige Einführung von Chat-Kontrollen auf allen am Internet befindlichen Geräten, noch bevor eine Verschlüsselung greifen kann, führen zu der Forderung, politisch eine sog. „Überwachungs-Gesamt-Rechnung“ vorzulegen, welche Gesetze zur Überwachung also bestehen und welche durch Verschlüsselung eingeschränkt werden könnten.

(3) Gesellschaftliche Diskussion globaler und staatlicher Überwachung in einer Gesamt-Rechnung: Umfassende gesellschaftliche Diskussionen von aktiven Menschen in sozialen Bewegungen zur Netzpolitik und digitalen Sicherheit im Internet nehmen zu, die vor einem Überwachungsstaat im Sinne einer Überwachungsorganisation „STASI 2.0“ (in zahlreichen Beiträgen aus zahlreichen Vereinigungen und Organisationen) warnen - angelehnt an die „Staatssicherheit“ (STASI) wie seinerzeit in der DDR bekannt.

Die totale Aufzeichnung aller Internet-Daten und unverschlüsselten Kommunikationsinhalte erfolgt durch amerikanische und europäische Agenturen, wie es Edward Snowden schon 2013 bzw. in seinem späteren Buch „Permanent Record“ veröffentlichte.

(4) Ko-Existenz der Steganographie als Renaissance: Die Aufwertung von steganographischen Prozessen wird diskutiert, also einer nicht sofort auffälligen Informationsübermittlung, um „unter dem Radar“ zu bleiben.

(5) Durchbruch der Quanten-Computer: Technologische Fortschritte bei den Quanten-Computern wurden nicht nur im kleinen Kreis der Technikerinnen und Techniker, sondern auch in der breiten Öffentlichkeit bekannt gegeben: Google meldet 2019 einen Durchbruch mit dem Ausruf „Quantum Supremacy“, bei dem der erste Quanten-Computer schneller als ein regulärer Super-Computer rechnet. Dieser sogenannte „Q-Day“ ändert nicht nur den Fokus der Forschenden, auch die Regierungen stellten Gelder und Programme bereit, um zum Thema Quanten-Computer (und auch ihre Auswirkung auf Verschlüsselung) weiter zu forschen. Wenngleich auch eine Information der Öffentlichkeit hinsichtlich der Macht der Super-Quanten-Computer weniger nachdrücklich erfolgt als wenige Jahre danach die Information der Öffentlichkeit z.B. hinsichtlich künstlicher Intelligenz oder der Erstellung von virtuellen Realitäten: Künstliche Intelligenz wie Chat-GPT erstellt Texte und macht Redakteurinnen und Redakteure sowie und Journalistinnen und Journalisten arbeitsärmer. Computer erstellen Videos von sprechenden, realistischen Menschen, die weder in Bild noch Ton der Realität entsprechen: sogenannte Deep-Fakes, TikTok-Filter und ethische Grundsätze für den Einsatz von künstlicher Intelligenz werden noch viele Jahre ebenso Einfluss haben auf kryptographische Prozesse, wie insbesondere die schnellen Computer: seien sie nur ein schnelles Smartphone, ein Super-Computer oder gar ein Quanten-Computer.

(6) Potentiell zukünftige Entschlüsselungen von „Cold Capsules“: Die wesentliche Bedrohung bisheriger Verschlüsselung besteht also in den Quanten-Computern: Zu sichernde Daten-Pakete können in ein paar Jahren nicht mehr sicher sein, das gilt es auch heute schon in der Sicherheitspolitik zu berücksichtigen. Sogenannte „Cold Cases“ - Verbrechen, die schon viele Jahrzehnte zurück liegen, sind mit moderner Technologie wie einer DNA-Analyse heute aufklärbar. Ebenso wird es aufgrund der sich steigernden Rechenkapazität in der Zukunft `Cold Capsules´ der Kryptographie geben, verschlüsselte Daten-Pakete, die ggf. nicht jetzt, aber zukünftig geöffnet werden können. Die Wissenschaft muss dieses kontinuierlich vorweg annehmen und berücksichtigen, „antizipieren“: `Cold Capsules´ wandeln sich zu `Hot Honey´.

(7) Multiverschlüsselung: Das Thema der „Multiverschlüsselung“ rückt angesichts der drohenden Entschlüsselung in den Fokus der Forschung und praktischen Anwendung: Ein aus einer Verschlüsselung resultierender Cipher-Text wird mit einem weiteren Algorithmus nochmals verschlüsselt oder durch einen verschlüsselten Kanal gesandt. Nur wenige haben diese Prozeduren bislang umgesetzt oder erforscht. Angewandte Kryptographie implementiert diese Multi-Verschlüsselung schon munter.

(8) McEliece-Messaging mit Smoke: Neben dem Algorithmus NTRU verspricht der seit Jahrzehnten bekannte Algorithmus McEliece aufgrund seiner vereinfacht gesagt andersartigen Konstruktion eine hohe Sicherheit gegenüber den Rechenkapazitäten von Quanten-Computern. Kryptographie wandelte sich nicht nur von RSA zu McEliece, sondern dieser Wandel hat auch zur Folge, dass sich sämtliche Verschlüsselungs-Applikationen wandeln werden - und RSA ausbauen und ggf. McEliece einbauen müssen. Ein erster mobiler Messenger feierte in der angewandten Kryptographie die erstmalige Anwendung des McEliece-Algorithmus und begründete weltweit das McEliece-Messaging: Es war der Smoke Crypto Chat Messenger.

(9) Angestoßene Standardisierung des McEliece-Algorithmus: Dieser 180-Grad-Turnaround des Wechsels von RSA zur sicheren Post-Quantum-Kryptographie impliziert wesentliche Auswirkungen: denn es war mit dem McEliece-Messaging ein Pionier bzw. Prototyp geschaffen worden, noch bevor die offiziellen Standardisierungs-Behörden wie die amerikanische NIST oder das deutsche BSI-Institut den Prozess einer Standardisierung für den McEliece-Algorithmus überhaupt begonnen hatten. Die Smoke-Implementierung erfolgte sogar mit vier verschiedenen Moduli des Algorithmus, u.a. nach Konzepten der führenden Köpfe auf diesem Fachgebiet: neben Robert McEliece („Classic-McEliece“) waren das die Japaner Eiichiro Fujisaki & Tatsuaki Okamoto, weiterhin David Pointcheval aus Frankreich - und auch ein eigens durch den Entwickler Textbrowser selbst erstellter Super-McEliece-Modulus mit hohen Werten wurde implementiert. Ebenso sind auch die Texte und Software-Applikationen von Antoon Bosselaers, René Govaerts, Bart Preneel, Marek Repka, Christopher Roering, sowie Joos Vandewalle in diese quell-offenen Implementierungen sowohl bei dem mobilen Messenger Smoke als auch bei der Desktop-Verschlüsselungs-Suite Spot-On (Linux-Version) eingeflossen.

Erst nach diesen Prototypen des McEliece-Messagings in der App Smoke bzw. Desktop-Encryption-Suite Spot-On - Namensgeber und Erfinder Robert McEliece verstarb zwischenzeitlich und die ersten Rechen-Erfolge von Quanten-Computern wurden öffentlich -, begann die Forschung z.B. mit der zusammenfassenden Webseite www.mceliece.org diesem kryptographischen Wandel Rechnung zu tragen bzw. eine offizielle Standardisierung dieses Algorithmus in den Blick zu nehmen. Eine Webseite bislang ohne Kontaktinfo und Impressum.

(10) Software-Umbau als Teil des Crypto-Wars: Und schließlich: die Crypto-Wars werden nicht nur zwischen staatlicher Regierung einerseits und überwachten Bürgerinnen und Bürger sowie open-source Entwicklerinnen und Entwicklern andererseits geführt, auch innerhalb der IT-Community gibt es unterschiedliche Glaubensgrundsätze und insbesondere bei den Anbietern von kryptographischen Lösungen gibt es ganz einfach auch wirtschaftliche Interessen: Das RSA-Zeitalter soll noch nicht so schnell begraben werden, wenn eine entsprechende RSA-Applikation noch verkauft werden muss. Doch innovative Unternehmen ziehen aktuell auch nach und bieten z.B. auch VPN-Verbindungen an, deren Verschlüsselung gegen starke Rechenkraft besser abgesichert ist. Die Verschlüsselungs-Suite Spot-On bietet mit Ihren „Patch-Points“ sichere Tunnel zwischen zwei Applikationen an: sog. „Local Private Application Interfaces“, und überbrückt die Existenz unsicherer Applikationen sicher in das Zeitalter der Quanten-Computer.

(11) Mehr Kollaboration und mehr aktivierte Öffentlichkeitsarbeit: Andererseits sind die Forscherinnen und Forscher noch nie so vereint wie bislang und bilden eine „Global Encryption Coalition“ mit führenden Instituten und Organisationen, Open-Source-Projekten, Einzelpersonen sowie Unternehmen mit Verschlüsselungs-Lösungen – um Politik sowie Bürgerinnen und Bürger in Sachen Kryptographie und Verschlüsselung zu beraten, aber auch um ihre Arbeitsprozesse und Ergebnisse einer breiteren Öffentlichkeit darzustellen.

(12) Kryptographischer Wandel & „Beyond Cryptographic Routing“ führt zu transdisziplinären Forschungs-Fragestellungen: So bestehen neue Forschungsfragestellungen im kryptographischen Wandel auch durch die Verbindung von Graphentheorie, Chaos- und Komplexitäts-Theorie mit der theoretischen und angewandten Kryptographie: die Spezifika des mit kryptographischer Innovation versehenen Echo-Protokolls definieren das schon angesprochene „Beyond Cryptographic Routing“: Verschlüsselte Datenpakete in einem Echo-Netzwerk enthalten keine Absende- oder Adress-Informationen mehr. Dieses ist gegenüber TCP-gerouteten Datenpaketen ein Wandel bedingt durch diese kryptographische Innovation. Es bedeutet nicht nur neue Agenda- und Curriculums-Aspekte in den genannten Forschungsgebieten, sondern bietet auch eine transdisziplinäre Perspektive sowie ganz praktisch in der Anwendung z.B. eine höhere Sicherheit gegen eine Überwachung durch die Analyse von Metadaten. Wie die Echo-Verschlüsselung funktioniert, ist in dem zweiten Band dieser Bandausgabe zu lesen wie auch in den entsprechenden Referenzen.

(13) Kryptographische Prozessveränderungen zeigen „Innovation Supremacy“ wie z.B. in der Derivativen Kryptographie: In der Kryptographie wandeln sich zahlreiche Prozesse: Angefangen bei AutoCrypt, zurückgehend auf REPLEO und EPKS, wobei Schlüssel zur Verschlüsselung automatisch getauscht werden; über Cryptographisches Calling, bei dem neue, auch temporäre Schlüssel über verschlüsselte Kanäle (oder auch per E-Mail) gesandt werden und ggf. dabei auch von einer asymmetrischen Verschlüsselung (z.B. mit dem Algorithmus McEliece) auf eine symmetrische Verschlüsselung (z.B. mit dem Algorithmus AES) umgestellt werden kann. Es ist die Derivative Kryptographie begründet z.B. mit ihren Juggerknaut bzw. Secret Streams Schlüsseln, die nicht mehr über das Internet übertragen werden müssen, sondern per mathematischer Berechnung im Rahmen eines Zero-Knowledge-Beweises erstellt, geprüft und abgeleitet werden. Und auch Socialist-Millionaire-Protokolle zur Authentifizierung ohne Passwort-Übertragungen sind in der angewandten Kryptographie gestärkt. Konzepte von Cryptographic Discovery sollten dazu beitragen, mittels kryptographischer Prozesse Informationen durch Vorhersagen und maschinelles Lernen zu erschließen. Zahlreiche Innovationen also, die zum kryptographischen Wandel beitrugen: Was für die Quanten-Computer der Q-Day und der Formel „Quantum Supremacy“ war, lässt sich für die Neuerungen in der Kryptographie unter dem Begriff „Innovation Supremacy“ zusammenfassen. Wesentliche Impulse seitens der Anwendungsfälle aus dem Diskreten Logarithmus sowie auch seitens weiterer Entwicklungen in der Dekade nach 2010 haben zum Wandel in der Kryptographie beigetragen.

(14) Neue Applikationen und neue Protokolle: Zahlreiche Verschlüsselungsprogramme bestehen, quell-offen und auch nicht-quell-offen. TrueCrypt wechselte mit dem Entwickler auch den Markennamen zu VeraCrypt, Spot-On als umfassende Verschlüsselungs-Suite für Chat, E-Mail, File-Sharing und Datei-Transfer legte zahlreiche Releases und Innovationen vor - und entwickelte sich im File-Sharing-Bereich aufgrund erhöhter kryptographischer Dichte (wenngleich auch bislang mit differierender Nutzungszahl) zum Nachfolger von Web-of-Trust-Sharing (wie z.B. dem Programm RetroShare, das beim Dateitransfer nicht Ende-zu-Ende verschlüsselt, sondern nur Punkt-zu-Punkt); mit dem Smoke Chat ist wie angesprochen mit McEliece-Messaging ebenso eine innovative Applikation am Markt wie Delta-Chat mit dem an das POPTASTIC-Protocol angelehnten, verschlüsselten Chat über E-Mail-Server. Andere Applikationen verschwanden vom Markt, wie CryptoCat, oder fuhren die Entwicklung herunter, wie Tox. Und auch Verschlüsselungs-Werkzeuge in Form einer Win32-Kompilation mussten Releases einstellen bzw. auf Win64-Kompilierungen umstellen, als Microsoft das Ende von Win32 bekanntgab und die Kompilierungs-Software MinGW sowie Qt eine Windows-Erstellung für 32 Bit nicht mehr ermöglichten. Ob Microsoft mit dem Ende von Win32 auch die Zahl der vielen kleinen Verschlüsselungstools und Helferwerkzeuge reduzieren wollte, ist unbekannt. Sicher ist: alle müssen ihre Krypto auf Win64-Kompilierungen im Zuge auch dieses kryptographischen Wandels anpassen und ggf. in den Windows-11-App-Store zertifiziert übertragen, während die Linux-Community die LUKS-Verschlüsselung und die Pakete-Angebote von Verschlüsselungs-Software auf ihrem Betriebssystem stärkt. Zahlreiche Applikationen quell-offener Verschlüsselung werden im dritten Band ausführlicher erläutert.

(15) Evaluationen zu Server- & Klienten-Interoperabilität bei kryptographischen Messengern werden ausgebaut: Neben der Prüfung von Optionen zur Interoperabilität von verschlüsselnden Chat-Klienten wird auch die Interoperabilität und Vernetzbarkeit insbesondere quell-offener Chat-Server, die verschlüsselten Chat weiterleiten, evaluiert.

(16) GED als ein jährlicher Feiertag, zu dem viele beitragen: Der jährliche „Global Encryption Day“ (GED, sprich: „Geed“) wird inzwischen jeweils hin zum dritten Oktober-Wochenende ausgerufen, an dem weltweit zahlreiche Organisationen, Institute und Vereine Öffentlichkeits-Aktionen, Veranstaltungen und Workshops zum Thema Verschlüsselung anbieten. Der Beruf ist eine Berufung, gar eine Obsession. „For Gee…d`s sake”: Aus Nerds & Geeks werden: „Gee…d“s – G_lobal E_ncryption D_ay-Teilnehmerinnen und -Teilnehmer. Der kryptographische Wandel war noch nie so nachhaltig und öffentlich - weil er es auch sein muss.

Wie hätte man all das aus einem modernen Buch zur Kryptographie aussparen können? Hätte man den Band „Super Secreto“ stattdessen „Kryptographischer Wandel“ nennen sollen und für einen horrenden Preis an den Markt bringen sollen – nur um ein wiss. Verlagssystem in diesen Strukturen zu bedienen?

Sogar zwei Verlage aus den USA hatten Interesse, das Thema in die englische Sprache zu transferieren, und didaktisch aufzubereiten, jedoch mit denselben Änderungsanforderungen wie der deutsche didaktische IT-Verlag. Der andere amerikanische Verlag meldete nach Prüfung in der Runde der Lektorinnen und Lektoren nur zurück: „Nicht jetzt, ggf. später mal“ – also eine historische Publikation nach 50 Jahren als Re-Print, wenn die Leserschaft und Fachkreise es bewertet hätten?

Oder erkannte nur eine einzelne Lektorin nicht die Potenziale, die in der Beschreibung des kryptographischen Wandels stecken könnten? Schließlich findet dieser Wandel nicht nur aufgrund der Technik oder Mathematik bzw. in der Software und der Anwendung bei den Bürgerinnen und Bürgern statt, sondern das Interesse nach aktuellen Erkenntnissen besteht schon bei Leserinnen und Lesern, die sich das erste Mal zum Thema Verschlüsselung in der Informationstechnologie informieren? Sicherlich benötigt man als Autor ein gutes Lektorat und Haus für die Produktion und ein Marketing. Abzuwägen ist demgegenüber die Schwere von Konzessionen hinsichtlich Inhalten sowie Leserinnen und Lesern. Und letztlich wurde in allen vier Verlags-Häusern mit vom Thema begeisterten Lektorinnen und Lektoren Gespräche geführt - die jedoch von ihren Führungskräften meist aus wirtschaftlichen Befürchtungen zu anderen Projekten verpflichtet wurden. Wenn IT schon „nerdig“ sein darf, was ist dann Kryptographie? – kein Thema für alle? Nein, das Wissen sollte verständlich, zusammenhängend und vor allem zugänglich sein für alle.

Denn der kryptographische Wandel benötig entsprechende Öffentlichkeit, um die Bevölkerung an der Abschätzung von neuer Technik teilhaben zu lassen. So ein zentraler Glaubenssatz, der auch für das Thema der modernen Verschlüsselung gelten sollte. Ob die Quanten-Computer in der neuen Epoche für die Kryptographie und auch ein späteres alltägliches Leben mit diesen Maschinen und deren Verschlüsselungskapazitäten eine so große Rolle spielen werden wie die Gestaltung der Atom-Energie-Kraft bzw. Entwicklung der Atom-Spreng-Kraft durch Robert Oppenheimer, wird die Zeit zeigen.

Das Manuskript SUPER SECRETO wurde aus all diesen Gründen kurzerhand im On-Demand-Verlag und dennoch mit ISBN veröffentlicht. Es sollte in der Perspektive und Konzeption transdisziplinär, zügig für alle Interessierten präsent und für die Leserinnen und Leser kostengünstig sein.

Die Rückmeldungen zur Veröffentlichung, ohne dass irgendwelche Werbung gemacht wurde, oder eine Vermarktung des Bandes stattfand, waren erfreulich: nach nur wenigen Wochen war der Absatz der Auflage im vierstelligen Bereich. Es hatte also Sinn gemacht, inhaltlich sowohl die technisch wie auch politisch Interessierten zu adressieren und vor allen die IT-Praktikerinnen und -Praktikern sowie Bürgerinnen und Bürgern, die sich einen Überblick über die derzeit bestehenden quell-offenen Verschlüsselungs-Werkzeuge verschaffen wollten.

Ein Verlag, der zu den dort bislang nicht so hoch eingeschätzten Erstdruck-Auflage informiert wurde, meldete im Nachhinein nur zurück: „Herzlichen Glückwunsch!“ – es klang dennoch ein wenig wie: Wir gestehen ungerne ein, dass wir das Feedback und Interesse der Leserinnen und Leser zu dem Thema anders eingeschätzt haben und weiterhin sich manche unserer Verlagspublikationen hinsichtlich der Auflagen nur im dreistelligen Bereich bewegen. Manche Fachbücher liegen auch tatsächlich schwer wie Blei im Regal.

Der Dank ist daher an all die Leserinnen und Leser weiterzuleiten, die sich nicht nur - wenn auch in einem kleinen Kreis einer im Vergleich doch sehr, sehr geringen Auflage gegenüber einem großen Publikumsverlag - für die im Buch enthaltenen Themen interessieren, darüber diskutieren und sich weitergehend informieren - bis hin zu erfolgten Nachfragen und Anschaffungsvorschlägen in Stadtbüchereien und wissenschaftlichen Bibliotheken.

Freunde merkten sicherlich auch an, dass das Manuskript „SUPER SECRETO“ ein sehr umfangreicher Band sei, ob man ggf. auf einen Verlag hätte hören sollen: erstmal nur einen Teil des Manuskriptes zu veröffentlichen - was aber seinerzeit - wie gesagt - nicht in Frage kam.

Fast zwei Jahre später war nun die Zeit und die Anregung gekommen, über eine sogenannte Schuber-Reihen- bzw. 3-Bände-Ausgabe nachzudenken.

Die Sektionen des Buches zu den politischen „CRYPTO-WARS“ um die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, die Sektion des Buches zu den technischen Innovationen um die „QUANTEN-COMPUTER“ mit neuen Algorithmen und Protokollen neben einer kurzen Einführung in die Begriffe und Grundlagen der Kryptographie, sowie die Sektion um die „OPEN-SOURCE“ Software-Anwendungen zur Verschlüsselung sollten und konnten nun in einer „Band 1 bis 3“-Neu-Ausgabe veröffentlicht werden. So wie Sie einen Band davon hier nun in den Händen halten. So sind auch ggf. gezielte Aktualisierungen leichter zu gestalten.

Damit war die Idee zu diesem Band in Form eines Re-Prints geboren worden, zu dem noch zwei weitere gehören, und die aus der Bearbeitung zu dem Thema zur „SUPER SECRETO“-Verschlüsselung hervorgegangen sind. Die drei Bände dieser nunmehr quasi „Reihen“-Ausgabe bzw. Ausgabe in drei Bänden sind:

Band 1/3: CRYPTO-WARS -

Politische Einflussnahmen beim Recht auf Ende-zu-Ende Verschlüsselung um die 2020er Jahre: Beginn der Chat-Kontrolle?

Band 2/3: QUANTEN-COMPUTER -

Der McEliece-Algorithmus und das Echo-Protokoll neben Grundlagen in der Kryptographie: Innovation Supremacy.

Band 3/3: OPEN-SOURCE -

Quell-offene Software zur Demokratisierung von Verschlüsselung: Projekte & Features in der Cryptographischen Cafeteria.

In dem hier vorliegenden Band (2/3) geht es nach einer kurze Grundlageneinführung in die Kryptographie um die Entwicklung der Quanten-Computer und die Rolle von neuen Protokollen bzw. Algorithmen wie der McEliece-Verschlüsselung.

Viel Spaß beim Lesen in diesem Band wünscht Ihnen

Theo Tenzer, zu Beginn des Jahres 2024.

* Im Buch genannte Personenbezeichnungen können weibliche, diverse und männliche Geschlechter umfassen.

VORWORT ZUR ERSTAUSGABE: ZUR WELTWEITEN KRISE DER PRIVATSPHÄRE - DER AUFBRUCH VON VERSCHLÜSSELUNG UND IHR WEG IN DIE DRITTE EPOCHE DER KRYPTOGRAPHIE •

Liebe Leserin und lieber Leser,

Sie waren noch nie auf einem Einführungs-Workshop in die Kryptographie - oder auf einer sogenannten »Crypto-Party« -, um der Kunst der Verschlüsselung zu begegnen?

Wir befinden uns im 21. Jahrhundert in einer weltweiten Krise der Privatsphäre. Nicht nur die von uns zur Verfügung gestellten privaten Daten werden immer mehr gesammelt und gespeichert, sondern auch im Internet entstehende und einsehbare Datenspuren, persönliche Interessen und Verhaltenspräferenzen sowie die Inhalte von E-Mails und Chat-Nachrichten von uns allen werden abgefangen, inhaltlich analysiert und zielgerichtet miteinander verknüpft.

Verschlüsselung kann dabei helfen, diese Daten zu schützen. Um vertraulich, angstfrei und abhörsicher zu kommunizieren, bedarf es einfacher und praktischer Verschlüsselung für alle. Aber wie kann diese wirklich allen zur Verfügung stehen?

Die aktuellen Diskussionen zum Thema Verschlüsselung umfassen dabei zugleich ein Recht auf Verschlüsselung sowie auch Einschränkungen von Verschlüsselung. Insbesondere geht es um die sog. »Ende-zu-Ende-Verschlüsselung«, nach der nur zwei Freundinnen bzw. Freunde einen gemeinsamen Schlüssel für einen sicheren Kommunikationskanal kennen. Dritte Lauscherinnen und Lauscher werden mit der Ende-zu-Ende-Verschlüsselung ausgeschlossen.

Die Magie, lesbare Zeichen durch andere, anscheinend zufällige und damit unlesbare Zeichen zu ersetzen, hatte seit Jahrhunderten fast schon etwas Religiöses: Nur Eingeweihte in die Erfindung einer Geheimsprache konnten die Botschaften knacken. Verschlüsselung blieb Super Secreto - Top Secret - Streng Geheim, wie es im Lateinamerikanischen bzw. Englischen auch heißt. Grund genug, »Super Secreto« als Titel für das in Ihren Händen befindliche Buch bzw. diese 3-Bände-Reihenausgabe zu wählen.

In den vergangenen Jahren haben sich viele Autorinnen und Autoren, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Publizistinnen und Publizisten eingebracht, um das Thema Kryptographie und das Wissen um die Grundlagen und Methoden der Verschlüsselung auch einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich und verständlich zu machen.

Diese Einführungen sind meist aus Sicht der Mathematik oder Informatik reich an fachlichem Detailwissen: Sie erläutern Berechnungen mit Primzahlen, die Anwendung von Handlungs- und Verfahrensoperationen, also den sog. Algorithmen; oder es geht um den Einsatz von Computern, um automatisiert zu bestätigen, dass wir ausschließlich nur wir sind, wenn wir im Internet etwas tätigen oder kommunizieren.

Und Berichte aus Sicht der Wissenschaftsgeschichte sind reich an historischen Begebenheiten: wie Gaius Julius Caesar eine nach selbsterfunde-nem Muster verschlüsselte Botschaft dem Reiter eines Pferdes mitgegeben haben soll, um damit besseren Einfluss auf seine strategische Aufstellung im Erlangen der Alleinherrschaft in Rom zu erwirken; ebenso populär: wie die Königin von Schottland, Maria Stuart, ihre Briefe an die Verschwörer gegen Königin Elisabeth I. verschlüsselte, um die Englische Krone an sich zu reißen; oder wie Alan Turing während des Zweiten Weltkrieges ebenso in England an der Entzifferung der mit der »Enigma«-Maschine verschlüsselten deutschen Funksprüche maßgeblich beteiligt war.

Viele Menschen, die heute über das Internet kommunizieren, wollen verständlich begreifen, wie Verschlüsselung in ihrem Messenger funktioniert und wie Kryptographie unsere Sicherheit im Internet erhöht: Denn sie wollen sicher sein, dass ihre Kommunikation auch auf dem elektronischen Weg geschützt ist und nicht von Dritten eingesehen und abgehört werden kann.

Gleichwohl wollen und müssen ausführende Staatsbehörden wie Europol, das FBI oder die Polizeistation in der nächsten Straße unseres Häuserviertels die Kommunikation von Kriminellen auslesen und überwachen können. Sie können es aber nicht. Weil es technisch ohne Schlüssel in der Kryptographie nur sehr schwer, also kaum, oder: auch gar nicht geht.

In den öffentlichen Debatten und rhetorischen Wortgefechten - den sog. »Crypto-Wars« - von Politikerinnen und Politikern, Informatikerinnen und Informatikern sowie Bürgerrechtlerinnen und Bürgerrechtlern über die weitere Entwicklung und den Sinn der Anwendung von Verschlüsselung, ist heute jede und jeder einbezogen. Verschlüsselung ist kein Thema mehr des Militärs oder allein von Staatsregierungen. Im heutigen Zeitalter der Smartphone- und Taschen-Computer steht Verschlüsselung mittlerweile allen zur Verfügung.

Und: Verschlüsselung befindet sich durch quell-offene Programmierungen und neue Innovationen in einer rapiden Entwicklung. Diese Transformation der Kryptographie ist vor allem gekennzeichnet durch die Anwendung besserer Algorithmen, Prozesse und Protokolle sowie längerer und vielfältigerer - und damit sicherer - Schlüssel: Immer raffiniertere Mathematik berechnet in unseren Messengern immer schneller den geheimen, sog. »Cipher-Text« mit einer Vielzahl an entsprechenden Schlüsseln.

Die Dritte Epoche der Kryptographie wird präsenter

Doch nun wird die Dritte Epoche der Kryptographie noch deutlich präsenter: Immer mehr Quanten-Computer rechnen mit immer weiter steigender Rechengeschwindigkeit. Gemessen wird sie in der Einheit von Quanten-Bits, kurz: QuBits. Während die QuBits eines Quanten-Computers vor wenigen Jahren noch an einer Hand abgezählt werden konnten, hat sich die Rechengeschwindigkeit inzwischen mehr als verzehnfacht und soll in wenigen Jahren nicht nur dreistellig, sondern auch vierstellig werden. Zudem werden einzelne Quanten-Computer inzwischen auch über Langstrecken oder gar per Satellit zu ganzen Netzwerken zusammengeschaltet.

Mehrfache Verschlüsselung

Weitere Anpassungen zur Erhöhung der Sicherheit finden statt: Multi-Verschlüsselung, sog. »Super-Encipherment«, also die Anwendung von erneuter, ggf. mehrfacher Verschlüsselung auf bereits bestehende Verschlüsselung bzw. bereits verschlüsselten Text - wie genannt: den Cipher-Text - erwirkt weitere grundlegende Transformationen. Was bedeutet diese doppelte, dreifache oder gar mehrfache Verschlüsselung für die Telegraphie der Zukunft? Diese und weitere Fragen wollen wir in diesem Band ergründen.

Bessere Algorithmen zur Verschlüsselung

Die vorgenannten Super- und Quanten-Computer mit ihrer schnelleren, und neuen Qualitäts-Dimension an Rechenkapazität erfordern zudem neue bzw. andere Algorithmen für mehr Sicherheit im Internet und bei der Verschlüsselung: der bekannte und vielfach verwendete Algorithmus RSA gilt angesichts der schnellen Quanten-Computer als kritisch bzw. als nicht mehr länger sicher, um nicht zu sagen: als gebrochen. Und andere Algorithmen wie McEliece oder NTRU - die demgegenüber bislang als sicher gelten - haben einen grundlegenden Wechsel in der angewandten Programmierung eingeläutet – ein Wandel, wie wir es derzeit bei der Dekarbonisierung der Energie erleben: Autos fahren nicht mehr mit flüssigem Benzin- bzw. Diesel-Kraftstoff, sondern wechseln auf Elektro-Antrieb, gespeist aus regenerativen Methoden der Energiegewinnung: Sonne, Wasser, Wind, Erdwärme... Der Motor, mit seiner Technologie und antreibenden Kraft, wird gewechselt.

Software mit der oftmals verwendeten, aber als potenziell unsicher geltenden RSA-Verschlüsselung erreicht – in Anbetracht der schnellen Super-Computer – offiziell eingeschätzt nun schon seit 2016 – das Ende des Produkt-Lebenszyklus, oder gehört zumindest aktualisiert bzw. ergänzt um bessere Standards.

Beyond Cryptographic Routing mit exponentieller Verschlüsselung

Vor dem Knacken von Verschlüsselung helfen jedoch nicht nur bessere Algorithmen oder Multi-Verschlüsselung, sondern auch neue Wege beim Routing und Austausch der Nachrichten- und Daten-Pakete im Internet. Das seit einigen Jahren entwickelte Echo-Protokoll beispielweise ergänzt die Verschlüsselung daher um eine Theorie und Praxis der Graphen, d.h., welche Wege im Internet unsere Nachrichten als multi-verschlüsselte Pakete also nehmen. Diese neue Routing-Form mit verschlüsselten Daten-Paketen wird nach diesem Konzept mit exponentieller Verschlüsselung bezeichnet: Routing wird aufgrund kryptographischer Prozesse ohne Ziel-Informationen in der Route durchgeführt, so dass von »Beyond Cryptographic Routing« gesprochen wird: Das Routing findet ohne zielgerichtetes Routing statt. Und demnach werden alle Knotenpunkte durch potentiell exponentielle Vervielfältigung der Nachricht und ihrer Weiterleitung erreicht. Das bedeutet, Routing wird seiner Identität beraubt: Routing ohne Routing - in einem Zeitalter, das innovationstechnisch hinter (englisch: »beyond«) dem Status für Wegstrecken liegt, die netzwerktechnisch oder gar kryptographisch gekennzeichnet wären.