Článek
S rozvojem kvantových počítačů se otevírají nevídané možnosti ve vědě, medicíně i technologiích. Nicméně, s touto revoluční výpočetní silou přichází i stinná stránka – hrozba pro naši současnou digitální bezpečnost. Jak varuje článek na serveru Live Science, kvantové počítače by se v rukou hackerů mohly stát nástrojem s nebývalou destruktivní silou, schopným prolomit i ty nejsofistikovanější šifrovací metody, které dnes chrání naše bankovní informace, vojenská tajemství i osobní data.
Proč jsou kvantové počítače pro hackery tak nebezpečné?
Současné šifrovací algoritmy, jako jsou RSA a ECC (eliptické křivky), jsou založeny na matematických problémech, jejichž řešení je pro klasické počítače výpočetně velmi náročné, trvající tisíce i miliardy let. Kvantové počítače však díky svým unikátním vlastnostem, jako je superpozice a provázanost kvantových bitů (qubitů), dokážou tyto problémy řešit exponenciálně rychleji. To znamená, že šifrování, které by klasickému počítači trvalo prolomit věčnost, by kvantový počítač mohl zvládnout v řádu hodin či dokonce minut.
Klasické počítače ukládají a zpracovávají informace pomocí bitů, které mohou nabývat pouze dvou stavů: 0 nebo 1. Kvantové počítače naproti tomu využívají qubity (kvantové bity). Qubity mohou díky principu superpozice existovat v obou stavech (0 i 1) současně, a to v libovolném poměru. Představte si bit jako vypínač, který může být buď vypnutý, nebo zapnutý. Qubit je spíše stmívač, který může být nastaven na jakoukoli úroveň mezi úplným vypnutím a úplným zapnutím.
Další klíčovou vlastností qubitů je provázanost (entanglement). Pokud jsou dva nebo více qubitů provázány, jejich kvantové stavy jsou vzájemně propojeny bez ohledu na vzdálenost mezi nimi. Změna stavu jednoho provázaného qubitu okamžitě ovlivní stav těch ostatních.
Díky superpozici a provázanosti mohou kvantové počítače provádět obrovské množství výpočtů paralelně. Zatímco klasický počítač by musel testovat každou možnou kombinaci klíče k prolomení šifrování jednu po druhé, kvantový počítač by mohl prozkoumat všechny možnosti současně. Tato exponenciální výhoda ve výpočetní síle je to, co činí kvantové počítače tak hrozivými pro stávající kryptografické metody.
Jaká data jsou v ohrožení?
Potenciální dopady prolomení současných šifrovacích metod jsou alarmující:
- Bankovní informace a finanční transakce: Hackeři by mohli získat přístup k bankovním účtům, údajům o kreditních kartách a dalším citlivým finančním informacím.
- Vládní a vojenská tajemství: Šifrovaná komunikace a utajované dokumenty by se mohly dostat do nepovolaných rukou, což by mohlo ohrozit národní bezpečnost.
- Osobní data a soukromí: Lékařské záznamy, e-maily, soukromé konverzace a další osobní údaje by mohly být odhaleny.
- Kritická infrastruktura: Systémy řízení energetických sítí, dopravy a dalších klíčových infrastruktur by se mohly stát cílem kybernetických útoků.
- Digitální podpisy a ověřování identity: Možnost falšování digitálních podpisů by mohla vést k podvodům a narušení důvěry v online prostředí.
Hrozba "sklizeň nyní, dešifrování později":
Znepokojivým scénářem je takzvaný útok „sklizeň nyní, dešifrování později“. Zločinci by již dnes mohli shromažďovat šifrovaná data s vědomím, že je budou moci dešifrovat v budoucnosti, až budou k dispozici dostatečně výkonné kvantové počítače. To znamená, že i data, která jsou dnes považována za bezpečná, mohou být v budoucnu zranitelná.
Můžeme se bránit? Závod s časem o postkvantovou kryptografii:
Naštěstí si vědci a odborníci na kybernetickou bezpečnost tuto hrozbu uvědomují a intenzivně pracují na vývoji postkvantové kryptografie (PQC). Jedná se o nové šifrovací algoritmy, které by měly být odolné i proti útokům kvantových počítačů.
Existuje několik směrů výzkumu PQC, včetně kryptografie založené na mřížkách, vícerozměrných rovnicích a hashovacích funkcích. Některé z těchto algoritmů již procházejí standardizačním procesem a očekává se, že v nadcházejících letech začnou nahrazovat stávající zranitelné metody. Národní institut standardů a technologie (NIST) v USA vede proces standardizace několika slibných PQC kandidátů v různých kategoriích:
- Kryptografie založená na mřížkách (Lattice-based cryptography): Tyto algoritmy jsou založeny na složitosti řešení určitých problémů v mřížkách ve vícerozměrném prostoru. Jsou považovány za jedny z nejslibnějších kandidátů.
- Kryptografie založená na kódech (Code-based cryptography): Využívá složitosti dekódování obecných lineárních kódů.
- Kryptografie založená na hašovacích funkcích (Hash-based cryptography): Je založena na bezpečnosti kryptografických hašovacích funkcí.
- Multivariantní kryptografie (Multivariate cryptography): Využívá složitosti řešení systémů polynomiálních rovnic s mnoha proměnnými.
- Kryptografie založená na izogeniích eliptických křivek (Isogeny-based cryptography): Využívá složitosti hledání izogenií mezi eliptickými křivkami.
Proces standardizace NIST zahrnuje rozsáhlé testování a analýzu bezpečnosti a výkonnosti těchto kandidátů. Očekává se, že v nadcházejících letech budou vybrány a standardizovány algoritmy, které by měly nahradit současné zranitelné metody.
Přechod na postkvantovou kryptografii nebude jednoduchý a přináší několik výzev:
- Výkonnost: Některé PQC algoritmy mohou mít vyšší výpočetní nároky nebo větší velikost klíčů ve srovnání se současnými metodami. To může mít dopad na výkon systémů a šířku pásma sítě.
- Integrace: Implementace nových kryptografických algoritmů do stávajících systémů a protokolů bude vyžadovat rozsáhlé aktualizace softwaru a hardwaru.
- Standardizace: Je důležité, aby byly vybrány a široce přijaty robustní a standardizované PQC algoritmy, aby byla zajištěna interoperabilita a bezpečnost.
- Osvěta a implementace: Mnoho organizací a jednotlivců si stále neuvědomuje hrozbu kvantových počítačů a potřebu přechodu na PQC. Je nutná osvěta a podpora pro implementaci těchto nových metod.
Co můžeme dělat již dnes?
I když kvantové počítače schopné prolomit dnešní šifrování ještě neexistují, je důležité začít se na tuto hrozbu připravovat již nyní:
- Inventarizace dat: Identifikujte data s dlouhou životností, která vyžadují dlouhodobou ochranu.
- Monitorování vývoje PQC: Sledujte standardizační úsilí a vývoj v oblasti postkvantové kryptografie.
- Plánování migrace: Začněte plánovat přechod na PQC algoritmy ve vašich systémech.
- Zvyšování povědomí: Informujte své zaměstnance a partnery o této hrozbě a o potřebě přijmout opatření.
- Používání vrstvené bezpečnosti: I nadále implementujte osvědčené postupy kybernetické bezpečnosti, jako je silná autentizace, pravidelné aktualizace a segmentace sítě.
Závěrem:
Hrozba kvantových počítačů pro naši digitální bezpečnost je reálná a s postupujícím vývojem kvantových technologií bude narůstat. Vývoj a implementace postkvantové kryptografie je klíčovým krokem k zajištění naší budoucí digitální bezpečnosti. Je to závod s časem, ve kterém nesmíme polevit. Včasná příprava a proaktivní přístup jsou nezbytné k tomu, abychom se nestali snadnou kořistí pro kyberzločince vyzbrojené kvantovými počítači.
