Kryptografia oparta na kratach: zwrot postkwantowy

Zaawansowana kryptografia to ukryty system bezpieczeństwa, na którym opiera się większość współczesnych rozwiązań cyfrowych.

To właśnie w ten sposób cyfrowe transakcje finansowe są bezpieczne, wojsko może utrzymać płynność komunikacji dzięki złożonym operacjom wielodomenowym i bez ingerencji wroga, a także w ten sposób dane firm i konsumentów są bezpiecznie przechowywane. Oczywiście, jak sama nazwa wskazuje, to właśnie na tym opierają się kryptowaluty.

W jego rdzeniu Kryptografia to nauka matematyczna polegająca na kodowaniu cennych danych w sposób niemożliwy do złamania, tak aby tylko zamierzeni odbiorcy mogli je odczytać lub przetworzyć. Ponieważ w swej istocie jest to problem matematyczno-obliczeniowy, istnieje prawdopodobieństwo, że mocniejszy komputer może złamać poziomy szyfrowania, które wcześniej uważano za bezpieczne.

Stanowi to poważny problem związany z pojawieniem się komputerów kwantowych, które – jak się zakłada – są miliardy razy wydajniejsze niż zwykłe komputery w niektórych zadaniach, w tym w łamaniu szyfrowania. Wraz ze wzrostem mocy komputerów kwantowych w bardzo szybkim tempie, rośnie zapotrzebowanie na szyfrowanie „postkwantowe”, czyli metody szyfrowania odporne na działanie komputerów kwantowych.

Nie jest to już tylko teoretyczna obawa, ponieważ w 2026 r. nowe przepisy zmuszają amerykańskie banki do przejścia na nowy rodzaj matematyki (kryptografię kratową – LBC), której nie jest w stanie rozwiązać nawet superszybki komputer kwantowy.

Mechanika deszyfrowania kwantowego: poza klasycznymi ograniczeniami

Algorytm Shora i koniec zabezpieczeń RSA/ECC

Komputery kwantowe potrafią wykorzystać „Algorytm Shora„aby rozwiązać problemy związane z rozkładem liczb całkowitych i logarytmem dyskretnym, które stanowią podstawę nowoczesnego bezpieczeństwa internetowego.

Gdyby komputery kwantowe zaczęły działać z wystarczającą liczbą funkcjonalnych kubitów (a ich liczba z roku na rok szybko rośnie), oznaczałoby to, że żadne dane ani żadne konto cyfrowe nie byłoby bezpieczne przed hakerami.

Jest to szczególnie problematyczne, ponieważ przyszłe komputery kwantowe mogłyby złamać szyfrowanie danych gromadzonych obecnie, nawet jeśli nadal jest ono niemożliwe do złamania, ale dałoby się je odszyfrować później, stosując metodę zwaną „Zbierz teraz, odszyfruj później” (HNDL).

Nawet jeśli komputery kwantowe nie potrafią dziś złamać szyfrowania, to i tak obecne dane muszą zostać zabezpieczone przed atakami kwantowymi, aby za kilka lat metody HNDL nie mogły ujawnić haseł, poufnych danych, dokumentacji medycznej, tajemnic rządowych ani innych ważnych informacji.

Spowodowałoby to natychmiastowe zniszczenie każdej kryptowaluty i całego systemu finansowego, ponieważ zabezpieczone transakcje mogłyby zostać sfałszowane, a wszelkie aktywa znajdujące się w rejestrze cyfrowym byłyby zagrożone, zarówno w przypadku technologii blockchain, jak i tradycyjnych finansów.

Czym jest kryptografia oparta na kratach (LBC)? Matematyka dla świata postkwantowego

Kryptografia oparta na kratach wykorzystuje obiekt matematyczny zwany kratą. Kraty to regularne, powtarzające się siatki punktów w przestrzeni, niczym arkusz papieru milimetrowego, które rozciągają się w nieskończoność, ale nie są po prostu dwuwymiarowe, ponieważ występują w setkach lub tysiącach wymiarów. Krata to

Aby zaszyfrować, rozpoczynasz od danego punktu siatki, nieznacznie się od niego oddalasz (dodając losowy „szum”) i udostępniasz tę nową lokalizację. Szum sprawia, że ​​atakujący praktycznie nie jest w stanie określić, który punkt siatki został użyty pierwotnie („właściwy”: odszyfrowane dane), ale autoryzowani użytkownicy posiadający „tajny klucz” mogą usunąć szum.

Deszyfrowanie za pomocą odpowiedniego klucza nie wymaga dużych nakładów obliczeniowych, więc jest to metoda efektywna. Jednak ta metoda szyfrowania jest formą matematyki, w której komputery kwantowe nie mają żadnych szczególnych zalet.

Tradycyjne metody kryptograficzne, takie jak RSA i ECC, opierają się na strukturach okresowych w grupach, które algorytm Shora może efektywnie rozwiązywać, znajdując ich „okres”. Natomiast kryptografia oparta na kratach nie opiera się na takich strukturach.

(Więcej informacji na temat tej technologii można znaleźć w „Kryptografia oparta na kratach dla początkujących„, opublikowane przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Badań Kryptologicznych – IACR)

Zabezpieczenie finansów USA przed kwantami: przejście do standardów postkwantowych

Mandaty PQC na rok 2026: zgodność z normami FIPS 203, 204 i NSM-10

W 2024 roku Narodowy Instytut Norm i Technologii (NIST) sfinalizował trzy różne standardy kryptografii postkwantowej (PQC):

• FIPS 203 – ML-KEM – Mechanizm hermetyzacji klucza (KEM) oparty na kryptografii sieciowej, przeznaczony jako główny element składowy bezpiecznego w zakresie kwantowego ustanawiania kluczy (np. w protokole TLS lub sieciach VPN).
• FIPS 204 – ML-DSA – Podstawowy schemat podpisu cyfrowego, również oparty na sieci, przeznaczony do takich zastosowań, jak podpisywanie oprogramowania, certyfikaty i uwierzytelnianie.
• FIPS 205 – SLH-DSA – bezstanowy schemat podpisu oparty na skrótach, celowo zbudowany na innych założeniach jako „zapas” na wypadek, gdyby przyszłe badania ujawniły słabości w systemach opartych na sieci.

Źródło: NIST

Od tego czasu kryptografia oparta na sieci stała się oficjalnym standardem, na którym powinny opierać się przyszłe metody kryptograficzne.

Memorandum dotyczące bezpieczeństwa narodowego nr 10 (NSM-10), wydane w 2022 r., nakazuje federalnym agencjom USA przejście na kryptografię odporną na ataki kwantowe do 2035 r. Teoretycznie wyznaczono cel na 2035 r., ale w 2026 r. wprowadzono już nowe zasady dotyczące wdrażania kryptografii opartej na sieci do amerykańskiego systemu finansowego.

„Ciągły postęp w badaniach nad komputerami kwantowymi w środowisku akademickim, przemyśle i niektórych rządach sugeruje, że wizja komputerów kwantowych zostanie ostatecznie zrealizowana. Dlatego nadszedł czas, aby zaplanować, przygotować i zaplanować budżet na efektywne przejście na algorytmy odporne na ataki kwantowe (QR), aby zapewnić ciągłą ochronę Systemów Bezpieczeństwa Narodowego (NSS) i powiązanych z nimi zasobów”.

NSA – Komercyjny pakiet algorytmów bezpieczeństwa narodowego 2.0

2025 Ustawa o gotowości do cyberbezpieczeństwa w zakresie obliczeń kwantowych i Rozkaz wykonawczy 14306 nadał priorytet zakupowi produktów obsługujących PQC do stycznia 2026 r. I Pakiet algorytmów bezpieczeństwa narodowego 2.0 (CNSA 2.0) nakaz wymaga, aby wszystkie nowe systemy bezpieczeństwa narodowego USA były bezpieczne pod względem kwantowym do stycznia 2027 r.

Oznacza to, że organy regulacyjne, takie jak OCC i Rezerwa Federalna, wywierają presję na systemy finansowe wysokiego ryzyka, aby do końca 2026 r. osiągnęły one elastyczność w zakresie kryptowalut.

Wcześniej organy regulacyjne koncentrowały się na gotowości, teraz zaś zaczęły wymagać mierzalnych efektów.

Nie jest to jedynie wymóg USA, ale globalny impuls, co potwierdziła Grupa Ekspertów ds. Cyberbezpieczeństwa G7 że rok 2026 jest obowiązkowym początkiem oceny ryzyka i planowania w całym globalnym sektorze finansowymi Komisja Europejska ustaliła również koniec 2026 r. jako kamień milowy dla wszystkich państw członkowskich w zakresie uruchomienia krajowych planów przejściowych PQC.

Wdrażanie PQC: inwentaryzacja, plany działania i krypto-zwinność dla banków

Rosnąca presja przekłada się na wysokie wymagania stawiane przez wiodące amerykańskie instytucje finansowe.

Obejmuje to „udowodnioną gotowość do końca 2026 r.”, kiedy to amerykańskie banki powinny zakończyć dwa zasadnicze kroki:

• Pełny inwentarz w każdym miejscu, w którym stosowane jest szyfrowanie, dzięki czemu masz jasny obraz tego, co wymaga aktualizacji.
• Plany przejścia:Formalne, zatwierdzone przez zarząd plany migracji systemów wysokiego ryzyka do kryptografii odpornej na ataki kwantowe, w szczególności zatwierdzone przez NIST standardy kryptografii opartej na sieci.
• Możliwość aktualizacjiBanki są zmuszane do przyjęcia „krypto-zwinności” — zdolności do natychmiastowej zmiany algorytmu szyfrującego, jeśli zostanie on nagle „złamany” przez przełom kwantowy.

Po wdrożeniu tych kroków wdrożenie kryptografii zdolnej do obsługi możliwości komputerów kwantowych powinno nastąpić szybko, najlepiej przed końcem 2027 roku w przypadku systemów o kluczowym znaczeniu. Wymaga to również wdrożenia sprzętowych modułów bezpieczeństwa (HSM).

A czas rzeczywiście ucieka, a firmy, które przodują w dziedzinie komputerów kwantowych, to m.in. Google (GOOGL ) obecnie oczekuje się, że komputery kwantowe osiągną niebezpieczną zdolność deszyfrowania już w 2029 r..

Inwestować w Kryptografia oparta na kratach

Akamai Technologies

Akamai to firma zajmująca się cyberbezpieczeństwem, założona w 1998 r., która szybko zyskała miano „kręgosłupa Internetu” dzięki swoim usługom w zakresie sieci dostarczania treści (CDN).

Z biegiem czasu firma stała się liderem w dziedzinie rozproszonej chmury i zabezpieczeń brzegowych, dodając także infrastrukturę opartą na sztucznej inteligencji z 2026 r., opartą na technologii firmy NVIDIA (NVDA ) Procesory graficzne Blackwell, których cyberbezpieczeństwo stanowi obecnie ponad połowę przychodów firmy.

Źródło: Akamai

Obecnie jest to firma zatrudniająca ponad 11 300 pracowników, która w 2025 r. osiągnęła przychód w wysokości 4.21 mld USD, co stanowi wzrost o 5% w ujęciu rok do roku.

Firmie Akamai ufa większość światowych przedstawicieli branży IT, a wśród jej klientów znajdują się m.in.:

• Wszystkie 10 najlepszych serwisów streamingowych wideo
• Wszystkie 10 najlepszych firm produkujących gry wideo
• Wszystkie 10 najlepszych biur maklerskich
• Wszystkie 10 największych firm bankowych
• Wszystkie 6 rodzajów sił zbrojnych USA
• 14 z 15 federalnych agencji cywilnych rządu USA

Dzięki temu firma Akamai stała się kluczowym dostawcą rozwiązań z zakresu cyberbezpieczeństwa i szyfrowania, a także uznanym, zaufanym „pośrednikiem” zarówno w zakresie dostarczania treści, jak i cyberbezpieczeństwa.

Banki i inne instytucje rzadko samodzielnie budują nowe zabezpieczenia; zamiast tego zlecają to firmom takim jak Akamai. Dlatego sensowne jest, aby banki powierzyły Akamai bezpieczne przetwarzanie danych i bankowość, zwłaszcza że era zagrożeń kwantowych nadeszła znacznie wcześniej, niż oczekiwano.

Gdyby rozwój w kierunku szyfrowania odpornego na ataki kwantowe przebiegał wolniej, bardziej prawdopodobne byłoby pojawienie się alternatyw ze strony nowych firm lub rozwój wewnętrzny.

Jednak terminy z końca 2026 i 2027 roku zbliżają się wielkimi krokami, dlatego duże organizacje, takie jak banki czy agencje rządowe USA, będą wolały korzystać ze wsparcia zaufanych partnerów, którzy już znają infrastrukturę informatyczną tych instytucji.

Dzięki temu firma Akamai powinna stać się jednym z głównych beneficjentów przejścia na kryptografię opartą na sieci, a także być w stanie dostarczać solidne wyniki szybciej i bezpieczniej, co stanowi obecnie pilny wymóg prawny dla wszystkich dużych instytucji finansowych.

Najświeższe Akamai (AKAM) Wiadomości giełdowe i wydarzenia