Kryptografické protokoly odolné proti kvantovým počítačům

Vědci vyvíjí vylepšené formy kryptografických protokolů, které umožní zabezpečení přenosu dat i proti budoucím kvantovým superpočítačům.

Ať už se přihlašujete do internetového rozhraní banky nebo využíváte jinou formu kritické elektronické komunikace, vaše data procházející skrz síť musí být zabezpečená. V současnosti se to řeší několika způsoby, ale základem je kryptografický protokol, na kterém staví aplikační protokoly typu HTTP, FTP a další.

Kryptografické protokoly jako TLS/SSL tak zajišťují, že komunikujete s tou správnou protistranou a také, že veškerá data která mezi sebou vyměníte, jsou zabezpečená proti případnému odposlouchávání. Kritickou částí je ale samozřejmě samotné šifrování a výměna klíčů.

Zatímco v dnešní době jsou takové formy zabezpečení dostatečné, s příchodem prvních kvantových počítačů, které budou mí v oblasti prolomení šifer nesrovnatelně vyšší výkon než ty nejvýkonnější superpočítače na světě, se objeví velký problém.

Kvantová verze TLS

Tým kryptografiků z technologické univerzity v Queenslandu v čele s Douglasem Stebilou, spolupracující s bezpečnostními experty ze společnosti NXP Semiconductors a Microsoft Research, vyvíjí novou verzi kryptografického protokolu TLS.

Hlavním cílem je posunout laťku zabezpečení na takovou úroveň, se kterou budou mít problém i případné budoucí kvantové počítače. Nedávno jsme psali o nové generaci kvantového počítače D-Wave 2X, který už má celkem tisíc qubitů a stále se jedná o omezenou formu kvantového stroje, která zatím slouží spíše pro výzkum než reálné použití.

První univerzální kvantové počítače budou moci vyzkoušet neuvěřitelné množství kombinací najednou a snadno prolomit současné šifry. Veškerá hesla a přenášená data tak budou moci být přístupná případnému útočníkovi s kvantovým počítačem. Současná kryptografie je postavená na matematice a i když už je dlouho ve vývoji i kvantová kryptografie využívají kvantové mechaniky, vědci použili pro vylepšení TLS techniku zvanou „Ring Learning with Errors“ (R-LWE), která by měla odolat kryptoanalýze budoucích kvantových počítačů.

Prolomení by zkrátka mělo být tak náročné, že to v použitelném čase nestihnou ani kvantové počítače. Pochopitelně i u kvantových počítačů bude záležet na výkonu a na složitosti šifrování.

Vědci už vylepšenou kvantovou verzi protokolu TLS testují v rámci dvou spojených počítačů, ale zatím řeší hlavně problém s rychlostí oproti současnému TLS. Tomu se ale nelze divit, podobně tomu bylo i u dřívější přechodů na pokročilejší zabezpečení. Výzkum se zatím soustředí na optimalizaci 128bitového šifrování, které je dle měření méně náročné než Diffieho-Hellmanův protokol s využitím eliptických křivek.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Porovnání rychlosti na testovacím systému

Dle oficiálního materiálu se jim po implementaci R-LWE do OpenSSL s dvoujádrovým počítačem s běžícím Apachem podařilo obsloužit 506 spojení za sekundu přes HTTPS (RLWE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256) s velikostí 10 kilobajtů. I pomocí hybridního přístupu by tak mělo být možné najít ideální řešení v poměru zabezpečení a rychlosti.

Prolomení minulosti

I když se jedná o výzkum, který připravuje zabezpečení dat na budoucnost, skrývá trochu strašidelný náhled budoucnosti. Různé druhy úniků šifrovaných dat se dnes dějí neustále a i když ty nejvíce zabezpečené soubory není možné se současnými počítači v použitelném čase rozlousknout, s kvantovými počítači to bude možné.

Tento problém se týká i šifrované komunikace, která je někde uložená a v budoucnu bude možně zpětně zjistit, co obsahovala. Když k tomu přidáme škálovatelnost takového řešení, je jasné, že sběr současných šifrovaných dat může být v budoucnu bohatou studnou kritických informací.

A to je také jeden z důvodů, proč byste měli v pravidelném cyklu měnit hesla, protože ty stávající mohou být jednou prolomena, stejně jako ostatní zabezpečené informace.

21 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Ufomatix 1. 9. 2015 8:19:45
    Pro ty co mají problém porozumět textu nebo pisálkovi: Nejde teď ani tak...
  • X 31. 8. 2015 12:44:16
    128bitové šifrování? I dnes už je nedostatečné!
  • 1049an 30. 8. 2015 20:36:02
    Ano, zejména mail typu "čabas kámo, včera sem se zduněl jak netopejr" a...

Určitě si přečtěte


Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

Deset tipů, jak ovládnout Google: Vyhledávejte jako mistři

** Vyhledávače jsou natolik dobré, že si poradí i s frází v běžné češtině ** Pokud to ale nebude stačit, můžete vyzkoušet pokročilé funkce ** Vybrali jsme ty nejzajímavější

Včera | Jakub Čížek | 13

Nejlepší programy pro střih videa na doma: 10 video editorů, ze kterých si vyberete

Nejlepší programy pro střih videa na doma: 10 video editorů, ze kterých si vyberete

** Adobe Premiere Pro ani Final Cut se pro běžné uživatele příliš nehodí ** Programy na domácí střih většinou stojí do dvou tisíc ** V desítce nejzajímavějších najdete i 3 videoeditory dostupné zdarma

19.  9.  2016 | Stanislav Janů | 37

Pojďme programovat elektroniku: Vyzkoušíme IR, ovládneme světýlko přes Bluetooth a vyšleme zprávu na sto metrů

Pojďme programovat elektroniku: Vyzkoušíme IR, ovládneme světýlko přes Bluetooth a vyšleme zprávu na sto metrů

** Budeme odposlouchávat IR ovladač klimatizace ** Vyrobíme laciný rádiový vysílač ** Vyzkoušíme komunikaci pomocí Bluetooth a v pásmu 433 MHz

21.  9.  2016 | Jakub Čížek | 19

Vymazat se z internetu není možné, velkou část osobního obsahu však odstranit můžete

Vymazat se z internetu není možné, velkou část osobního obsahu však odstranit můžete

** Online stopy i se svým jménem zanechá většina uživatelů internetu ** Jejich smazání nikdy nebude stoprocentní ** Poradíme, jak odstranit jejich větší část

20.  9.  2016 | Stanislav Janů | 22

Jak zastavit nechtěné programy na Windows? Koukněte na Plánovač úloh

Jak zastavit nechtěné programy na Windows? Koukněte na Plánovač úloh

** V systému se mohou periodicky spouštět nechtěné aplikace ** Anebo si vyberou tu nejméně vhodnou chvíli ** Prozkoumejte Plánovač úloh na Windows

23.  9.  2016 | Jakub Čížek | 127


Aktuální číslo časopisu Computer

Srovnání výhodných 27" monitorů

Velký test levných rychlých routerů

Jak nastavit Android, aby vás nesledoval

45 podrobných testů a recenzí