Expert: Niektoré z „neprelomiteľných“ šifier porazia kvantové počítače. IT svet sa na to pripravuje
Odborníci už dnes nasadzujú takzvanú postkvantovú kryptografiu, ktorá stavia na nových matematických princípoch. Pri online nákupe, prihlasovaní do bankovníctva či posielaní citlivých správ sa spoliehame na ikonku zámku v prehliadači a šifrovací protokol HTTPS.
Útočníci či cudzie tajné služby však môžu túto komunikáciu už dnes masovo zachytávať a ukladať. Ukradnuté dáta sa stávajú časovanou bombou. Zlom nastane, keď vzniknú dostatočne výkonné kvantové počítače. Tie dokážu prelomiť aj dnešné najrozšírenejšie šifrovacie systémy.
Kryptológovia preto vyvíjajú postkvantovú kryptografiu odolnú voči kvantovým počítačom. V podcaste SHARE o tom hovoril expert na postkvantovú kryptografiu z Fakulty elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave Tomáš Fabšič s redaktorom Marošom Žofčinom.
Svetom rezonuje obava, že v dohľadnej dobe vzniknú počítače schopné rozšifrovať väčšinu dnes používaných systémov. Kvantové počítače dnes disponujú len malým počtom kubitov a na prelomenie šifier nestačia. Budúce výkonnejšie verzie to však podľa všetkého zvládnu. Nemecký úrad pre informačnú bezpečnosť odhaduje, že takýto stroj môže vzniknúť približne o 15 rokov.
Fabšič upozorňuje na útok „harvest now, decrypt later“ – stiahni teraz, dešifruj neskôr. Útočníci si už dnes môžu masovo ukladať zašifrovanú komunikáciu. O 10 či 15 rokov, keď získajú funkčný kvantový počítač, stiahnuté dáta rozšifrujú. Pre štátne tajomstvá, obchodné stratégie či citlivé osobné údaje je preto nutné zavádzať odolné šifrovanie už dnes.
Symetrické šifrovanie, napríklad štandard AES, používa jeden spoločný tajný kľúč. Je rýchle a kvantové počítače preň nepredstavujú zásadnú hrozbu, postačí zväčšiť dĺžku kľúčov. Problém nastáva pri asymetrickom šifrovaní s verejným a súkromným kľúčom. Najznámejší systém RSA stavia na násobení dvoch veľkých prvočísel. Vypočítať súčin je jednoduché, no rozložiť veľké číslo späť na prvočísla je pre klasické počítače prakticky nemožné.
„Existuje však takzvaný Shorov algoritmus, ktorý na kvantovom počítači dokáže tento rozklad spraviť veľmi efektívne,“ upozorňuje Fabšič. Známe systémy ako RSA, ale aj kryptografia na báze eliptických kriviek, v kvantovej ére úplne zlyhávajú.
Riešením je postkvantová kryptografia – algoritmy fungujúce na bežných počítačoch a smartfónoch, nadizajnované na základe nových matematických úloh, ktoré nedokáže rýchlo vyriešiť ani kvantový počítač. Najvýznamnejšou rodinou sú algoritmy založené na teórii mrežových bodov. Nevýhodou je veľkosť kľúčov – kým pri klasickej kryptografii mal verejný kľúč napríklad 32 bajtov, pri postkvantových algoritmoch má približne 2,4 kilobajtu. Podľa Fabšiča to pre dnešné siete a smartfóny nepredstavuje viditeľný problém.
Postkvantové šifrovanie už nie je iba teoretickým konceptom. Cloudflare odhaduje, že až 67 % dátovej prevádzky, ktorú zabezpečuje, už dnes využíva postkvantovú ochranu. Algoritmy integrovali prehliadače Google Chrome či Mozilla Firefox. „Ak používate komunikačné aplikácie ako Signal alebo Apple iMessage, postkvantovú kryptografiu už aktívne využívate aj vy,“ dopĺňa Fabšič.
Výzvou zostávajú jednoduché zariadenia z oblasti internetu vecí, ako inteligentné spotrebiče či senzory. Ich slabé mikročipy môžu mať s väčšími kľúčmi a výpočtovou záťažou problém, preto sa pre ne hľadajú špeciálne odľahčené riešenia.
