Co je postkvantová kryptografie?

Ačkoli kvantové počítače schopné prolomit šifrování s veřejným klíčem, jako je RSA a kryptografie nad eliptickými křivkami, ještě neexistují, mohou mít stále reálný dopad na současné bezpečnostní problémy, až se stanou realitou. Dnešní nejsofistikovanější útočníci uplatňují strategii zvanou „shromáždit nyní, dešifrovat později“, kdy již nyní zachycují a archivují vaši šifrovanou komunikaci a poté čekají na dostatečně výkonné kvantové počítače, které ji prolomí.

Cokoli citlivého, co dnes odešlete, jako jsou zdravotní záznamy, právní komunikace nebo soukromá korespondence, by mohlo být později ohroženo. Proto musí k přechodu na algoritmy odolné vůči kvantovým počítačům dojít dlouho předtím, než se tato hrozba naplní, protože výměna šifrování na celém internetu trvá roky.

Většina dnešní kryptografie s veřejným klíčem spoléhá na matematické problémy, které jsou snadné v jednom směru a obtížné v opačném, jako je vzájemné násobení dvou velkých prvočísel (snadné) versus rozklad výsledku zpět na prvočísla (obtížné).

Shorův algoritmus(nové okno), navržený pro kvantové počítače, útočí právě na tuto obtížnost. Narušil by RSA a kryptografii nad eliptickými křivkami (včetně Curve25519), které dnes tvoří páteř šifrovaného e-mailu, TLS a sítí VPN(nové okno).

Škálování na miliony potřebných fyzických qubitů představuje obrovskou inženýrskou výzvu, kterou dosud žádná instituce nevyřešila. Většina odborníků se však domnívá, že kryptograficky významný kvantový počítač je otázkou kdy, nikoli zda. Odhady časového rámce se pohybují od jednoho desetiletí do několika desetiletí. Tato nejistota je přesně tím důvodem, proč musí přechod na postkvantovou kryptografii začít již nyní.

Postkvantová kryptografie (PQC) je nová generace šifrovacích algoritmů navržených tak, aby byly bezpečné před klasickými i kvantovými počítači. Na rozdíl od kvantové distribuce klíčů (která vyžaduje speciální hardware) běžní algoritmy PQC na běžných počítačích a lze je implementovat jako aktualizace softwaru – což znamená, že mohou nahradit dnešní zranitelné algoritmy bez nutnosti budování nové infrastruktury.

V roce 2024 dokončil americký Národní institut standardů a technologie (NIST) své první standardy PQC. Přední kandidátské algoritmy jsou založeny na mřížkových problémech – odlišné třídě matematických úloh, jejichž řešení nemůže Shorův algoritmus urychlit. Na rozdíl od faktorizace velkých celých čísel není známo, že by se obtížnost mřížkových problémů při kvantovém útoku sbalila.

Standardizovaná, široce implementovaná postkvantová kryptografie je stále nová a neprošla desetiletími veřejného zkoumání jako RSA a kryptografie nad eliptickými křivkami. Nejbezpečnějším přístupem je hybridní kryptografie: navrstvení postkvantového algoritmu na ten klasický. Vaše data jsou chráněna, pokud útočník neprolomí oba algoritmy současně, což vyžaduje jak kvantový, tak klasický průlom.

Postkvantová ochrana byla v Proton Mailu spuštěna v květnu 2026 a je dostupná ve všech plánech. Po aktivaci generuje Proton Mail pro nové šifrované e-maily klíče připravené na postkvantovou éru, čímž chrání vaše zprávy před dnešními hrozbami i zítřejšími kvantovými počítači.