Kvantové počítače ohrozujú našu bezpečnosť: výskumníci predstavujú riešenie!

Kvantové počítače ohrozujú našu bezpečnosť: výskumníci predstavujú riešenie!

2. apríla 2025 vedci z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) predstavia novú metódu výmeny kľúčov, ktorá má zabezpečiť komunikáciu proti budúcim kvantovým útokom. Vzhľadom na hrozbu, ktorú kvantové počítače predstavujú pre bežné šifrovacie systémy, je tento vývoj kľúčový.

Kvantové počítače majú potenciál výrazne ohroziť mnohé konvenčné metódy šifrovania používané v e-mailoch, messengerových službách a online bankovníctve. Dôvodom je efektívnosť, s akou kvantové počítače dokážu riešiť problémy, ktoré sú pre klasické počítače mimoriadne náročné. Všetky súčasné metódy šifrovania, ktoré sa spoliehajú na ťažkosti pri rozdeľovaní veľkých čísel do prvočíselných faktorov, by kvantové počítače mohli vo veľmi krátkom čase prelomiť, najmä pomocou Shorovho algoritmu.

Nový proces podrobne

Na zabezpečenie komunikácie používa KIT postup založený na symetrickom šifrovaní. Pred vytvorením šifrovaného spojenia sa vymení virtuálny kľúč. Výskumníci vyvinuli nové algoritmy na porovnávanie kľúčov, aby sa zabezpečilo, že obe strany budú mať rovnaký kľúč a spojenie zostane odolné voči poklepaniu. Tento proces by sa mohol plošne využívať v priebehu nasledujúcich piatich rokov.

Proces by sa dal v reálnom čase ilustrovať počas demonštrácie 27. marca 2025 na Univerzite Ludwiga Maximiliána v Mníchove. Inovatívne riešenie využíva podľa kit.edu konvenčný hardvér z komunikácie s optickými vláknami, vďaka čomu je použitie nákladovo efektívne. Na projekt získali vývojári od Spolkového ministerstva školstva a výskumu (BMBF) celkovo 3,4 milióna eur.

Partnermi projektu sú okrem KIT aj ADVA Network Security GmbH, Univerzita Ludwiga Maximiliana v Mníchove, Univerzita Leibniz v Hannoveri, Microwave Photonics GmbH a Creonic GmbH. Medzinárodný výskum vývoja kvantovo bezpečných algoritmov, vrátane výskumu Národného inštitútu pre štandardy a technológie (NIST), ukazuje naliehavú potrebu takýchto technológií.

Teoretické základy a výzvy

Kvantové počítače sú založené na princípoch kvantovej mechaniky a dokážu riešiť výpočtové úlohy oveľa rýchlejšie. Použitie qubitov, ktoré môžu nadobudnúť viacero stavov súčasne, im dáva významnú výkonnostnú výhodu. nahlas vedomý7 Kvantovo bezpečné šifrovanie je nevyhnutné, pretože dnešné architektúry kybernetickej bezpečnosti boli vyvinuté bez zohľadnenia týchto výkonných počítačov.

Odborníci varujú, že ak sa prijmú neadekvátne opatrenia, citlivé údaje môžu byť kedykoľvek dešifrované. Hrozba kvantových útokov si preto vyžaduje nielen inovatívne technológie, ale aj komplexné opatrenia na prípravu firiem. Odporúča sa posúdiť digitálnu infraštruktúru a vyvinúť stratégie migrácie na kvantovo odolné procesy. Okrem toho je veľmi dôležité školenie v postkvantovej kryptografii, aby sa získali potrebné odborné znalosti.

Okrem toho odborníci zdôrazňujú dôležitosť hybridných bezpečnostných prístupov. Tieto kombinujú kvantovo bezpečné algoritmy s existujúcimi metódami na uľahčenie prechodu. Pri implementácii kvantových bezpečných riešení však musia spoločnosti reagovať na niekoľko výziev, ako je vyšší výpočtový výkon, väčšie dĺžky kľúčov a komplexné testovanie nových algoritmov. Security Insiders zdôrazňuje, že takáto zmena predstavuje obrovskú výzvu z technologického aj sociálneho hľadiska.

V nasledujúcom desaťročí možno očakávať intenzívne skúmanie týchto výziev. Vývoj a implementácia kvantovo bezpečných riešení preto nie je len otázkou technológie, ale aj strategickou nevyhnutnosťou na zabezpečenie našej digitálnej budúcnosti.