Nové odhady varují: kvantové počítače mohou prolomit šifrování dříve, než se čekalo

Nové odhady zveřejněné ve vědeckém časopise Physics 19, 117 naznačují, že některé kryptografické systémy chránící dnes citlivá data mohou být vůči kvantovým útokům zranitelné dříve, než se dosud předpokládalo. Autor článku Michael Schirber upozorňuje, že vývoj kvantových počítačů postupuje takovým tempem, že by mohly ohrozit šifrovací standardy, na nichž stojí bezpečnost bankovnictví, komunikace i státní infrastruktury.

Klasická kryptografie se dlouhodobě opírá o matematické úlohy, jejichž řešení by klasickým počítačům trvalo astronomicky dlouhou dobu – typicky se jedná o faktorizaci velkých čísel nebo výpočet diskrétních logaritmů. Právě na těchto principech stojí široce používané algoritmy jako RSA nebo eliptická kryptografie. Kvantové počítače však díky odlišnému způsobu zpracování informací dokážou tyto úlohy řešit podstatně rychleji, pokud disponují dostatečným počtem stabilních kvantových bitů (qubitů) a dostatečně nízkou chybovostí.

Nové odhady popsané v článku ukazují, že hranice, za kterou by kvantové stroje mohly reálně prolomit současné šifrování, se posouvá blíže současnosti, než se dříve předpokládalo. Zatímco ještě před několika lety experti hovořili o kvantové hrozbě jako o vzdálené perspektivě, aktuální analýzy naznačují, že vývoj hardwaru i algoritmů postupuje rychleji, než se čekalo, a že některé systémy mohou být zranitelné v kratším horizontu.

Podstatou problému je takzvaný Shorův algoritmus, kvantový postup, který dokáže efektivně faktorizovat velká čísla – úlohu, na níž stojí bezpečnost RSA šifrování. Aby byl tento algoritmus prakticky využitelný, potřebují kvantové počítače dosáhnout určitého počtu logických qubitů s nízkou chybovostí. Podle nových odhadů se tato hranice může přiblížit rychleji, než ukazovaly dřívější projekce, což znamená, že organizace spoléhající na dnešní standardy šifrování by měly zvážit přechod na odolnější řešení dříve, než plánovaly.

Text zdůrazňuje, že reálné riziko nespočívá jen v okamžiku, kdy bude fungující kvantový počítač schopný prolomit šifrování, k dispozici. Problémem je i takzvaná strategie „sklízet nyní, dešifrovat později“, při níž útočníci již dnes shromažďují zašifrovaná data s tím, že je rozluští, jakmile budou mít k dispozici dostatečně výkonný kvantový hardware. Data s dlouhou životností citlivosti – například zdravotní záznamy, státní tajemství nebo finanční informace – jsou proto ohrožena už nyní, i když ke skutečnému prolomení šifry možná dojde až za několik let.

Odborná komunita proto již delší dobu pracuje na takzvané postkvantové kryptografii – souboru algoritmů, které by měly odolat i útokům kvantových počítačů. Tyto nové standardy jsou navrženy tak, aby jejich bezpečnost nezávisela na úlohách, které dokáže Shorův algoritmus efektivně řešit, ale na jiných matematických problémech, u nichž se předpokládá odolnost vůči kvantovým i klasickým útokům. Normalizační instituce v posledních letech tyto standardy postupně schvalovaly a doporučovaly organizacím zahájit migraci.

Nové odhady zveřejněné v Physics 19, 117 nicméně naznačují, že tempo přechodu na postkvantové systémy nemusí ve všech odvětvích držet krok s tempem vývoje kvantového hardwaru. Zatímco velké technologické firmy a vládní instituce v mnoha zemích už postupně testují a nasazují odolnější šifrovací protokoly, menší organizace a firmy s omezenými zdroji mohou zaostávat, což zvyšuje riziko, že budou vystaveny útokům dříve, než stihnou svou infrastrukturu zabezpečit.

Autor článku upozorňuje, že přesné datum, kdy bude kvantový počítač schopný reálně prolomit dnešní šifrovací standardy, zůstává nejisté a odhady se mezi odborníky liší. Nicméně směr vývoje je podle nových výpočtů jasný – riziko se blíží rychleji, než se ještě před pár lety předpokládalo. To podle vědců posiluje argument pro urychlení přechodu na kvantově odolnou kryptografii napříč odvětvími, včetně těch, která dosud otázku kvantových hrozeb považovala za vzdálený problém budoucnosti.

Text tak zapadá do širší debaty o tom, jak rychle by se instituce, firmy i jednotlivci měli připravovat na éru, kdy dnešní standardy šifrování přestanou být dostatečně bezpečné, a jak zajistit, aby citlivá data zůstala chráněná i v okamžiku, kdy kvantové počítače dosáhnou potřebné výkonnosti.