Od těchto raných teoretických prací kvantové výpočty výrazně pokročily, což bylo zvýrazněno 127-qubitovým procesorem IBM Eagle v roce 2021. Navzdory těmto pokrokům zůstávají praktické hrozby pro kryptografické systémy kvantovými počítači v této fázi stále teoretické.
Podíváme se také na to, jak infrastruktura veřejného klíče (PKI) se v průběhu času změnil. Whitfield Diffie a Martin Hellman dostali nápad PKI v roce 1976. Byla to převratná myšlenka, která položila základy bezpečné digitální komunikace. Pomocí sady matematicky propojených klíčů – jednoho soukromého a jednoho veřejného –PKI pomohla zajistit bezpečnost digitálních transakcí, bezpečný e-mail, digitální podpisy a mnoho dalších důležitých webových služeb. Tento dvouklíčový rámec je silnou obranou proti mnoha bezpečnostním hrozbám a umožňuje soukromý kontakt a ochranu dat ve světě, který se stále více propojuje.
Nárůst kvantových počítačů však představuje významnou hrozbu pro bezpečnostní záruky, které standard nabízí PKI systémy. Díky svému neuvěřitelnému výpočetnímu výkonu může kvantová říše proniknout do pevnosti, která PKI vybudoval v průběhu let. Díky tomu by se náš digitální svět mohl otevřít bezpečnostním hrozbám, které jsme nikdy předtím neviděli.
V tomto článku prozkoumáme, jak kvantové výpočty ohrožují tradiční bezpečnostní infrastrukturu PKI, prozkoumejte možná protiopatření a prodiskutujte zásadní roli SSL.com při pomoci organizacím v tomto náročném přechodu.
Kvantová hrozba: PKI Systémy v nebezpečí kvůli kvantovým výpočtům
Přestože kvantové výpočty mají potenciál zlepšit technologii a pomoci vyřešit problémy, představují velkou hrozbu pro bezpečnost standardních PKI systémy. Problém pochází ze skutečnosti, že některé kryptografické metody, jako je RSA a Elliptic Curve Cryptography (ECC), nejsou tak bezpečné, jak by mohly být.
Za starých časů počítačů byly RSA a ECC hlavními pilíři digitální bezpečnosti. RSA, pojmenované po svých tvůrcích Rivest, Shamir a Adleman. Vychází z toho, že faktoring velkých čísel je na počítači těžko proveditelný a většina lidí si myslí, že klasické počítače to neumí. Stejně tak je ECC založeno na náročném úkolu zjistit diskrétní logaritmy v konečném poli. Zabezpečený klíč se vymění v PKI systémy, které jsou velkou součástí naší moderní digitální bezpečnostní infrastruktury, jsou založeny na těchto matematických problémech, které se snadno nastavují, ale velmi obtížně řeší.
Ale pravidla jsou v kvantovém světě jiná. Zadejte Shorův algoritmus. V roce 1994 přišel matematik Peter Shor s kvantovým algoritmem, který dokázal faktorovat velká čísla a provádět diskrétní logaritmy rychleji než jakýkoli známý klasický algoritmus. Díky tomu byly založeny RSA a ECC PKI systémy zranitelné. Pokud by existoval dostatečně silný kvantový počítač, Shorův algoritmus by mohl zjistit, co jsou soukromé klíče od toho, co jsou veřejné klíče. Tím by se narušilo soukromí PKI systémy mají chránit.
Strach není jen představa. Studie Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) z roku 2021 naznačuje, že kvantové počítače schopné prolomit šifrování RSA-2048, běžně používané v mnoha PKI systémů, by se mohly objevit během příštích dvou desetiletí.
Tato předpověď ukazuje, jak vážné a naléhavé nebezpečí, které kvantové výpočty pro náš proud představují PKI systémy je.
Bezpečnost našeho digitálního světa je tedy ohrožena, protože příslib kvantových počítačů se přesouvá z teoretického do reálného světa. Jak tedy můžeme procházet touto blížící se kvantovou revolucí, aniž bychom ohrozili naše digitální bezpečnostní systémy? To se stává nejdůležitější otázkou.
Jak může SSL.com pomoci s kvantovou hrozbou?
V době, kdy je digitální bezpečnost prvořadá, představuje fascinující kvantová revoluce významné výzvy pro organizace po celém světě Předvídání a řešení kvantové hrozby, přechod na nová kryptografická paradigmata a držení kroku s měnící se regulační scénou jsou věci, které vyžadují hodně znalostí a strategického předvídání.
Díky své dlouhé historii v oboru a široké škále služeb nabízí SSL.com silné řešení těchto problémů. Jako spolehlivý partner v oblasti digitální bezpečnosti pomáhá SSL.com klientům zjistit, co pro jejich současnost znamená kvantové výpočty PKI systémy a jak plánovat budoucnost, která zvládne kvantové výpočty.
Poradenské služby nabízené SSL.com jdou nad rámec teoretického. Společnost využívá své technické know-how k nabízení praktických a proveditelných strategií, které vyhovují potřebám každého podnikání. SSL.com zajišťuje hladký a bezpečný přechod na kvantově odolnou infrastrukturu tím, že pomáhá klientům vybrat algoritmy, které kvantové počítače nemohou prolomit, do hloubky školí IT týmy a poskytuje průběžnou podporu během přechodu.
Hlavním cílem služeb SSL.com je usnadnit pochopení věcí. Se svými komplikovanými myšlenkami a pravidly může kvantový svět mnohým připadat děsivý. SSL.com je však hrdý na to, že tyto komplikované informace umožňuje snadno pochopit. Tímto způsobem mohou klienti činit dobrá rozhodnutí a hladce přejít na kryptografické systémy, které nemohou být prolomeny kvantovými počítači.
SSL.com připravuje podniky na kvantovou hrozbu a vybavuje je, aby se s ní vypořádaly. SSL.com pomáhá organizacím zvýšit digitální bezpečnost pomocí problémů s kvantovou revolucí.
Řešení kvantové hrozby: Řešení postkvantové kryptografie (PQC)
Post Quantum Cryptography (PQC), která se také nazývá kvantově odolná kryptografie, je potenciální způsob, jak se vypořádat s problémy, které kvantové výpočty představují. PQC je dalším krokem v zabezpečení digitální komunikace. Dělá to vytvořením nových kryptografických systémů, které dokážou odolat útokům jak z tradičních počítačů, tak z kvantových počítačů.
Kryptografie založená na mřížce je jednou ze zajímavějších metod v PQC. Tato metoda využívá skutečnosti, že problémy s mřížkou ve vysokorozměrném prostoru jsou těžké a nemají dobré odpovědi ani v klasickém, ani v kvantovém světě. Díky tomu je kryptografie založená na mřížce dobrou volbou pro vytváření kryptografických systémů, které nemohou být rozbity kvantovými počítači.
Vícerozměrné polynomiální rovnice jsou základem vícerozměrné kryptografie, což je další metoda. Tento způsob šifrování informací je bezpečný, protože je obtížné řešit systémy vícerozměrných rovnic na malém poli. Klasické počítače dokážou tyto druhy systémů vytvořit rychle, ale i kvantové počítače mají problém je opravit.
Kryptografie založená na hash, třetí metoda, je po kvantových počítačích jedním z nejstarších a nejlépe prozkoumaných způsobů použití kryptografie. Ukázalo se, že systémy založené na hash, které využívají myšlenky kryptografických hashovacích funkcí, jsou před kvantovými hrozbami bezpečné. Jsou tedy osvědčenou možností pro společnosti, které chtějí chránit své kryptografické systémy před kvantovou hrozbou.
Společně tyto techniky PQC dláždí cestu pro novou éru kryptografických systémů, které by mohly být schopny držet krok s vylepšeními v oblasti kvantových výpočtů. Zkoumání a používání těchto metod na druhou stranu vyžaduje mnoho technických znalostí a pečlivé plánování, což SSL.com jako jediná může poskytnout.
Co vláda potřebuje vědět o kvantové kryptografii
Přijetí postkvantové kryptografie není jen otázkou technologie; je také třeba přemýšlet o mnoha právních a bezpečnostních otázkách. Vzhledem k tomu, že PQC je relativně nová oblast, standardy a pravidla se stále stanovují a stávají se oficiálními. To vytváří neustále se měnící prostředí, ve kterém se organizace musí naučit orientovat.
Několik regulačních skupin a normalizačních organizací po celém světě, jako např ve Spojených státech tvrdě pracují na stanovení standardů PQC. Jakmile tyto pokyny vstoupí v platnost, organizace se budou muset ujistit, že je jejich kryptografické systémy dodržují, a vyvážit tak potřebu větší bezpečnosti s nutností dodržovat předpisy.
Přechod na PQC by také mohl organizacím ztížit dodržování zákonů na ochranu soukromí a dat, jako je např v Evropské unii. Organizace musí přemýšlet o tom, jak zajistit, aby změna proběhla hladce, aniž by došlo ke snížení standardů zabezpečení dat.
Nedávná vylepšení zahrnují postkvantové kryptografické standardy NIST, jako je zahrnutí Crystals-Kyber a Crystals-Dilithium, které jsou pro organizace zásadní, aby se s nimi mohly sladit, zejména v sektorech, které spoléhají na robustní šifrování pro ochranu dat.
My v SSL.com můžeme společnostem pomoci najít cestu přes všechny tyto výzvy. SSL.com může firmám pomoci zůstat v souladu během procesu přechodu tím, že jim poskytne odborné rady ohledně změn standardů a pravidel PQC. S technickým know-how společnosti a hlubokými znalostmi regulačního prostředí mohou organizace s jistotou přejít ke kvantově odolné kryptografii, aniž by musely obětovat požadavky na shodu.
Případové studie: Reakce na kvantovou hrozbu pomocí postkvantové kryptografie
Post Quantum Cryptography (PQC) začíná ukazovat, jak se dá využít v reálném světě, což ukazuje, že je možné a nutné přejít na PQC. V digitálním světě existuje mnoho případových studií a experimentů, které ukazují, že je to pravda.
V roce 2022 Google vyzkoušel PQC ve svém prohlížeči Chrome Canary. To je dobrý příklad. V tomto pilotním projektu Google spolupracoval s post-kvantovým kryptografickým startupem s názvem CECPQ2 na vytvoření algoritmu pro výměnu klíčů, který pracuje s postkvantovým šifrováním. Tato testovací implementace ukázala, jaké by to bylo používat PQC v široce používaných webových aplikacích a ukázala některé možnosti, které před námi leží.
Přechod na PQC však není bez problémů. Abyste se ujistili, že je nový kryptografický systém bezpečný a dobře funguje, je důležité jej pečlivě plánovat, testovat a sledovat. Organizace se také musí ujistit, že jejich nové systémy mohou během fáze změny stále komunikovat se staršími systémy bez PQC. Tomu se říká „zpětná kompatibilita“.
SSL.com může organizacím pomoci vypořádat se s těmito problémy, protože má mnoho znalostí a know-how. SSL.com zajišťuje, že její klienti mohou s jistotou přijmout PQC a zároveň minimalizovat rizika a narušení poskytováním konzultačních služeb, které pokrývají celý proces přechodu, od vypracování plánu až po jeho uvedení do praxe a poskytování průběžné podpory.
Odborníci zde v týmu SSL.com využívají své hluboké znalosti kryptografických systémů a technik PQC k tomu, aby přicházeli s vlastními řešeními, která splňují jedinečné potřeby každé společnosti. SSL.com je skvělým partnerem pro organizace, které chtějí chránit svou kryptografickou budoucnost tváří v tvář kvantovým počítačům, protože prokazatelně pomáhají klientům při komplexních digitálních změnách.
Glosář
| Období | Definice |
|---|---|
| Kvantová hrozba | Potenciální nebezpečí, které kvantové výpočty představují pro tradiční digitální bezpečnostní opatření. |
| Quantum Computing | Typ výpočtu, který k provádění výpočtů využívá namísto klasických bitů kvantové bity (qubity). |
| Superpozice a zapletení | Dva základní principy kvantové mechaniky, které umožňují qubitům existovat ve více stavech najednou a být okamžitě propojeny, bez ohledu na jejich vzdálenost. |
| Infrastruktura veřejného klíče (PKI) | Sada rolí, zásad, hardwaru, softwaru a procedur potřebných k vytváření, správě, distribuci, používání, ukládání a odvolávání digitálních certifikátů a správě šifrování veřejného klíče. |
| RSA a ECC (Elliptic Curve Cryptography) | Kryptografické algoritmy používané v kryptografii s veřejným klíčem. RSA je založeno na faktorizaci velkých čísel a ECC je založeno na obtížnosti řešení problému diskrétního logaritmu eliptické křivky. |
| Shorův algoritmus | Kvantový algoritmus vyvinutý Peterem Shorem pro efektivní faktoring velkých čísel, který by mohl potenciálně ohrozit šifrování RSA. |
| Národní institut pro standardy a technologie (NIST) | Americká agentura, která vytváří směrnice pro technologie, měření a standardy. |
| SSL.com | Společnost, která nabízí řešení digitální bezpečnosti, včetně poradenství při přechodu na kvantově odolné kryptografické systémy. |
| Postkvantová kryptografie (PQC) | Kryptografické metody, které jsou považovány za bezpečné proti klasickým i kvantovým počítačovým útokům. |
| Kryptografie založená na mřížce | Forma kryptografie, o které se předpokládá, že je odolná vůči útokům z klasických i kvantových počítačů. |
| Vícerozměrná kryptografie | Šifrovací metoda založená na obtížnosti řešení soustav vícerozměrných rovnic. |
| Kryptografie založená na hash | Jedna z nejstarších metod postkvantové kryptografie využívá k ochraně dat kryptografické hašovací funkce. |
| Obecné nařízení o ochraně údajů (GDPR) | Nařízení, které vyžaduje, aby podniky chránily osobní údaje a soukromí občanů EU při transakcích, ke kterým dochází v členských státech EU. |
| Zpětná kompatibilita | Schopnost systému interagovat se staršími verzemi stejného systému. |
Zajistěte, aby vaše budoucnost byla bezpečná a zajištěná pomocí SSL.com
Příroda není klasická, sakra, a pokud chcete udělat simulaci přírody, udělejte ji raději kvantově mechanickou – Richard Feynman, americký teoretický fyzik
Jak se kvantový posun posouvá vpřed, digitální svět je na pokraji velkých změn. Kvantové výpočty by mohly přinést novou éru výkonných počítačů, ale také vrhají dlouhý stín na náš současný bezpečnostní systém. Ale pokud použijeme PQC, můžeme tento problém využít jako šanci na posílení naší digitální bezpečnosti pro kvantový věk.
Vzhledem k tomu, jak komplikovaná technologie je a jak se pravidla neustále mění, se může zdát přechod ke kvantově odolné budoucnosti obtížný. Ale se správnou pomocí a znalostmi lze tuto změnu provést bezpečným a efektivním způsobem. SSL.com je skvělým partnerem pro tuto kvantovou cestu, protože má prokazatelné znalosti oboru, kompletní sadu služeb a závazek k úspěchu klienta.
Jako lidé, kteří rozhodují, pracují pro vládu nebo jsou dobře informovaní členové veřejnosti, je nyní čas se pohnout. Začněte svou cestu do kvanta tím, že se dozvíte více o PQC, přemýšlejte o tom, co to znamená, a podívejte se na možná řešení. Spojte se s odbornými konzultanty SSL.com a začněte plánovat svou cestu do budoucnosti, která není ovlivněna kvantovými výpočty.
