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Post-Quanten-Krypto-Chip soll Industrieanlagen schützen

Forscher an der TU München haben einen Kryptochip entwickelt und fertigen lassen, dessen Verschlüsselung mit Quantencomputern nicht zu knacken ist.

Die größte Herausforderung bei der PQC (Post-Quantum Cryptography) besteht derzeit in der Bereitstellung der notwendigen Rechenleistung auf den Clientsystemen, die ver- und entschlüsseln sollen. Deshalb haben Forscher der TU München einen ASIC (Application-specific Integrated Circuit) mit Hardware-Software-Co-Design ersonnen, in dem sich spezialisierte Bauteile, integrierte Kryptoinstruktionen und Steuerungssoftware ergänzen. Grundlage bildete ein Chipdesign nach dem quelloffenen RISC-V-Standard mit angepasstem Rechenkern. Der Chip kann den gitterbasierten PQC-Algorithmus CHRYSTALS-KYBER, aber auch das auf Isogenien basierte Verfahren SIKE nutzen.

CHRYSTALS-KYBER gilt im seit Jahren laufenden PQC-Auswahlverfahren des NIST (National Institute of Standards and Technology) als vielversprechender Finalist, weil er im Vergleich zu den anderen PQC-Algorithmen ein extrem schnelles Verfahren mit kleinen Schlüsseln verwendet. Allerdings ist er neuer und deshalb weniger gründlich erforscht als etwa FrodoKEM, ein gut untersuchter, ebenfalls auf strukturierten Gittern basierender Algorithmus mit konservativen Parametern. Deutlich rechenintensiver ist der jüngste PQC-Algorithmus SIKE, den das NIST als Alternative zu den gitterbasierte Ansätzen im Rennen hält. Der ASIC der TUM soll mit SIKE rund 21-mal schneller verschlüsseln als solche Exemplare, die den Algorithmus in Software implementiert haben.