Kvantové počítače ohrožují naši bezpečnost: výzkumníci představují řešení!

Kvantové počítače ohrožují naši bezpečnost: výzkumníci představují řešení!

2. dubna 2025 vědci z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) představí novou metodu výměny klíčů, která má zabezpečit komunikaci proti budoucím kvantovým útokům. Vzhledem k hrozbě, kterou kvantové počítače představují pro běžné šifrovací systémy, je tento vývoj zásadní.

Kvantové počítače mají potenciál významně ohrozit mnoho konvenčních metod šifrování používaných v e-mailech, messengerových službách a online bankovnictví. Důvod spočívá v efektivitě, s jakou kvantové počítače dokážou řešit problémy, které jsou pro klasické počítače extrémně náročné. Všechny současné šifrovací metody, které se spoléhají na obtížnost zahrnutí velkých čísel do prvočísel, by mohly být kvantovými počítači prolomeny ve velmi krátké době, zejména Shorovým algoritmem.

Nový proces podrobně

Pro zabezpečení komunikace používá KIT postup založený na symetrickém šifrování. Před navázáním šifrovaného spojení je vyměněn virtuální klíč. Výzkumníci vyvinuli nové algoritmy pro párování klíčů, aby zajistili, že obě strany budou mít identický klíč a spojení zůstane odolné proti dotyku. Tento proces by mohl být celoplošně použit během příštích pěti let.

Proces by mohl být ilustrován v reálném čase během demonstrace 27. března 2025 na Univerzitě Ludwiga Maximilianse v Mnichově. Inovativní řešení využívá podle kit.edu konvenční hardware z optické komunikace, díky čemuž je použití nákladově efektivní. Na projekt získali vývojáři od Spolkového ministerstva školství a výzkumu (BMBF) celkem 3,4 milionu eur.

Kromě KIT jsou partnery projektu ADVA Network Security GmbH, Univerzita Ludwiga Maximiliana v Mnichově, Univerzita Leibniz v Hannoveru, Microwave Photonics GmbH a Creonic GmbH. Mezinárodní výzkum vývoje kvantově bezpečných algoritmů, včetně výzkumu Národního institutu pro standardy a technologie (NIST), ukazuje naléhavou potřebu takových technologií.

Teoretické základy a výzvy

Kvantové počítače jsou založeny na principech kvantové mechaniky a dokážou řešit výpočtové úlohy mnohem rychleji. Použití qubitů, které mohou nabývat více stavů současně, jim poskytuje významnou výkonnostní výhodu. Hlasitý vědomý7 Kvantově bezpečné šifrování je zásadní, protože dnešní architektury kybernetického zabezpečení byly vyvinuty bez zohlednění těchto výkonných počítačů.

Odborníci varují, že pokud budou přijata neadekvátní opatření, citlivá data by mohla být kdykoli dešifrována. Hrozba kvantových útoků proto vyžaduje nejen inovativní technologie, ale také komplexní opatření na přípravu firem. Doporučuje se posoudit digitální infrastrukturu a vyvinout migrační strategie na kvantově odolné procesy. Kromě toho je školení v postkvantové kryptografii velmi důležité pro vybudování nezbytných odborných znalostí.

Odborníci navíc zdůrazňují význam hybridních bezpečnostních přístupů. Ty kombinují kvantově bezpečné algoritmy se stávajícími metodami pro usnadnění přechodu. Při implementaci kvantově bezpečných řešení však společnosti musí reagovat na několik výzev, jako je vyšší výpočetní výkon, větší délky klíčů a komplexní testování nových algoritmů. Bezpečnostní zasvěcenci zdůrazňuje, že taková změna představuje obrovskou výzvu jak technologicky, tak společensky.

Intenzivní zkoumání těchto výzev lze očekávat v nadcházejícím desetiletí. Vývoj a implementace kvantově bezpečných řešení tedy není jen otázkou technologie, ale také strategickou nutností pro zabezpečení naší digitální budoucnosti.