Kvantni računalniki ogrožajo našo varnost: raziskovalci predstavljajo rešitev!

Kvantni računalniki ogrožajo našo varnost: raziskovalci predstavljajo rešitev!

2. aprila 2025 bodo raziskovalci na Tehnološkem inštitutu Karlsruhe (KIT) predstavili novo metodo za izmenjavo ključev, ki je namenjena zaščiti komunikacije pred prihodnjimi kvantnimi napadi. Glede na grožnjo, ki jo kvantni računalniki predstavljajo običajnim šifrirnim sistemom, je ta razvoj ključnega pomena.

Kvantni računalniki lahko znatno ogrozijo številne običajne metode šifriranja, ki se uporabljajo v e-pošti, storitvah sporočil in spletnem bančništvu. Razlog je v učinkovitosti, s katero lahko kvantni računalniki rešujejo probleme, ki so za klasične računalnike izjemno zahtevni. Vse trenutne šifrirne metode, ki se zanašajo na težave pri faktoriziranju velikih števil na prafaktorje, bi lahko kvantni računalniki v zelo kratkem času razbili, zlasti s Shorjevim algoritmom.

Novi postopek v podrobnostih

Za varno komunikacijo KIT uporablja postopek, ki temelji na simetričnem šifriranju. Navidezni ključ se izmenja pred vzpostavitvijo šifrirane povezave. Raziskovalci so razvili nove algoritme za ujemanje ključev, da bi zagotovili, da imata obe strani enak ključ in da je povezava neprepustna. Ta postopek bi lahko v naslednjih petih letih uporabili na vseh področjih.

Proces bi lahko ponazorili v realnem času med demonstracijo 27. marca 2025 na Univerzi Ludwiga Maximiliansa v Münchnu. Inovativna rešitev uporablja glede na kit.edu konvencionalne strojne opreme iz optičnih komunikacij, zaradi česar je uporaba stroškovno učinkovita. Za projekt so razvijalci od Zveznega ministrstva za izobraževanje in raziskave (BMBF) prejeli skupno 3,4 milijona evrov sredstev.

Poleg podjetja KIT so projektni partnerji ADVA Network Security GmbH, Univerza Ludwiga Maximiliana v Münchnu, Univerza Leibniz v Hannovru, Microwave Photonics GmbH in Creonic GmbH. Mednarodne raziskave o razvoju kvantno varnih algoritmov, vključno z Nacionalnim inštitutom za standarde in tehnologijo (NIST), kažejo nujno potrebo po takšnih tehnologijah.

Teoretične osnove in izzivi

Kvantni računalniki temeljijo na principih kvantne mehanike in lahko veliko hitreje rešujejo računske naloge. Uporaba kubitov, ki lahko prevzamejo več stanj hkrati, jim daje pomembno prednost pri zmogljivosti. Glasno zavedajoč se7 Kvantno varno šifriranje je bistveno, ker so bile današnje varnostne arhitekture kibernetske varnosti razvite brez upoštevanja teh zmogljivih računalnikov.

Strokovnjaki opozarjajo, da bi lahko občutljive podatke kadar koli dešifrirali, če ne bi sprejeli ustreznih varnostnih ukrepov. Grožnja kvantnih napadov torej ne zahteva le inovativnih tehnologij, ampak tudi celovite ukrepe za pripravo podjetij. Priporočljivo je oceniti digitalno infrastrukturo in razviti strategije prehoda na kvantno odporne procese. Poleg tega je usposabljanje na področju postkvantne kriptografije zelo pomembno za pridobitev potrebnega strokovnega znanja.

Poleg tega strokovnjaki poudarjajo pomen hibridnih varnostnih pristopov. Ti združujejo kvantno varne algoritme z obstoječimi metodami za lažji prehod. Pri implementaciji kvantno varnih rešitev pa se morajo podjetja odzvati na številne izzive, kot so večja računalniška moč, večje dolžine ključev in celovito testiranje novih algoritmov. Insajderji varnosti poudarja, da takšna sprememba predstavlja izjemen tehnološki in družbeni izziv.

Intenzivno preučevanje teh izzivov lahko pričakujemo v prihodnjem desetletju. Razvoj in uvedba kvantno varnih rešitev torej nista samo vprašanje tehnologije, temveč tudi strateška nuja za zagotovitev naše digitalne prihodnosti.