Generovanie náhodných čísel (RNG) má v kryptografických systémoch kľúčový význam a je základom
bezpečnosti digitálnej komunikácie a ochrany údajov. Nástup kvantových
výpočtov však prináša bezprecedentné hrozby pre konvenčné kryptografické postupy vrátane
RNG. Kvantová éra si vyžaduje rýchly prechod na postkvantový RNG, aby sa zabezpečili
informácie pred hrozbami kvantovej výpočtovej techniky.
Kvantová hrozba pre RNG
Kvantové počítače využívajúce kvantovú mechaniku dokážu riešiť určité problémy exponenciálne
rýchlejšie ako klasické počítače. Napríklad Shorov algoritmus dokáže efektívne faktorizovať veľké čísla
, čo je schopnosť, ktorá by mohla spôsobiť zraniteľnosť šifrovania RSA. Groverov algoritmus predstavuje hrozbu pre
symetrické kryptografické algoritmy tým, že znižuje zložitosť vyhľadávania hrubou silou
. Tieto kvantové algoritmy ohrozujú metódy RNG založené na matematickej
predvídateľnosti, čo zdôrazňuje naliehavosť postkvantových riešení (Bernstein, Lange, 2017).
Význam post-kvantového RNG
Vývoj post-kvantového RNG nie je len technickou nevyhnutnosťou, ale strategickým
imperatívom pre národnú bezpečnosť a obchodnú integritu. Vlády a podniky narábajú s citlivými údajmi
vrátane národných tajomstiev, osobných informácií a duševného vlastníctva. Nástup
kvantových počítačov by mohol umožniť protivníkom dešifrovať predtým zabezpečenú
komunikáciu a uložené údaje, čo by predstavovalo hrozbu pre národnú bezpečnosť, súkromie a komerčnú
konkurencieschopnosť.
Súčasné prístupy v post-kvantovom RNG
Výskum v oblasti postkvantového RNG sa zameriava na kvantovo odolné algoritmy a využívanie kvantových javov
pre RNG. Kryptografické metódy založené na mriežkach, ktoré skúmali Chen et
al. (2021), ponúkajú potenciál vďaka svojej odolnosti voči kvantovým útokom. Ďalšou cestou sú
kvantové generátory náhodných čísel (Quantum Random Number Generators - QRNG), ktoré využívajú inherentnú nepredvídateľnosť
kvantovej mechaniky pre RNG a ponúkajú robustnú bezpečnosť proti kvantovým hrozbám (Herrero-
Collantes, Garcia-Escartin, 2017).
Výzvy pri implementácii
Prijatie post-kvantového RNG nie je bez problémov. Štandardizácia, ako zdôrazňuje
National Institute of Standards and Technology (NIST, 2022), je nevyhnutná na zabezpečenie globálnej konzistentnosti zabezpečenia
. Výber optimálnych algoritmov je však zložitý. Okrem toho je integrácia
týchto metód RNG do existujúcich systémov značnou prekážkou, ktorá si vyžaduje značné
investície a technické znalosti (Mosca et al., 2019).
Reakcia vlády a podnikov
Na prechod na post-kvantový
RNG sú potrebné proaktívne kroky zo strany vlád a podnikov. Patria sem investície do výskumu, účasť na štandardizačnom úsilí a aktualizácia
kryptografických systémov. Vlády musia byť lídrami v tvorbe politiky a financovaní výskumu, zatiaľ čo
podniky musia posúdiť svoju zraniteľnosť voči kvantovým útokom a zodpovedajúcim spôsobom aktualizovať svoju
kryptografickú infraštruktúru.
Výhľad do budúcnosti a záver
Postkvantová éra predstavuje zmenu paradigmy v oblasti kybernetickej bezpečnosti. Postkvantový RNG je na
čele tejto transformácie a zabezpečuje bezpečnosť a súkromie digitálnej komunikácie na
tvárou v tvár kvantovej výpočtovej technike.
Keďže sa táto oblasť vyvíja, na vývoj odolných
kryptografických systémov, ktoré dokážu odolať kvantovým hrozbám, je nevyhnutný spoločný prístup vlád, podnikov a akademickej obce.
Odkazy
Bernstein, D.J., Lange, T. (2017). Postkvantová kryptografia.
Chen, L. et al. (2021). Lattice-based Cryptography for Beginners.
Herrero-Collantes, M., Garcia-Escartin, J.C. (2017). Quantum Random Number Generators.
National Institute of Standards and Technology (NIST, 2022). Post-Quantum Cryptography
Standardization.
Mosca, M. et al. (2019). Quantum Threat Timeline (Časová os kvantových hrozieb).
