Vysokorychlostní zařízení kombinující kvantové a postkvantové technologie představuje jeden z prvních praktických kroků k ochraně dat před hrozbami kvantových počítačů.
Výzkumníci z Ústavu telekomunikací Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií Vysokého učení technického v Brně (VUT) vyvinuli unikátní postkvantový šifrátor, který dokáže chránit data před útoky budoucích kvantových počítačů. Zařízení bylo poprvé veřejně předvedeno na workshopu Postkvantová kryptografie v praxi, který se konal 16. června 2025 na brněnské univerzitě.
Postkvantový šifrátor vznikl za podpory projektu Ministerstva vnitra ČR s názvem „Kybernetická bezpečnost sítí v postkvantové éře". Cílem projektu je výzkum a vývoj technologií, které umožňují bezpečný přenos dat v počítačových sítích i za přítomnosti útočníků využívajících kvantové počítače. Mezi výsledky projektu patří zmíněný postkvantový šifrátor, simulační software pro plánování kvantově odolných sítí vyvíjený partnerem VŠB – Technická univerzita Ostrava a doporučení k přechodu na kvantově odolné technologie realizovaná partnerem CESNET, který je správcem české e-infrastruktury určené pro potřeby vědy, výzkumu, vývoje a vzdělávání.
Technologické inovace s globálním dosahem
Samotný postkvantový šifrátor využívá hardwarově akcelerované síťové karty s čipy FPGA (programovatelné hradlové pole – Field Programmable Gate Array), které umožňují vytvořit kvantově bezpečný tunel pro přenos velkého objemu dat na neomezenou vzdálenost. Firmware pro tyto čipy realizující operace postkvantové kryptografie je navržen a implementován přímo na VUT. Šifrátory pracují na vysoké rychlosti 100 Gbps, což vyžaduje zvláštní postupy návrhu a optimalizace kryptosystému, které nebyly doposud známé a dostupné.
„Kvantová revoluce a s ní spojené hrozby už nejsou vzdálenou budoucností – jsou zde a teď. S naším postkvantovým šifrátorem ukazujeme, že česká věda dokáže být v popředí technologií, které budou chránit naše data před hrozbami kvantové éry," vysvětluje Jan Hajný, který vývoj šifrátoru vede.
Využívané algoritmy, jako jsou CRYSTALS-Kyber (nyní standard ML-KEM) či Dilithium (standard ML-DSA), byly implementovány na této platformě mezi prvními celosvětově a dosahují výkonových parametrů, které předčí existující systémy. Vysoká efektivita a rychlost šifrátorů umožnila vznik publikací v prestižních odborných časopisech, kde je možné dohledat podrobnější technické informace.
Testování v reálných podmínkách
V současnosti jsou šifrátory a zařízení pro ustanovení klíčů testovány v reálných síťových infrastrukturách ve spolupráci s aplikačním garantem NÚKIB. Tyto testy jsou v rámci České republiky jedinečné, protože podobná zařízení zajišťující komplexní ochranu dat od klíčového managementu po vysokorychlostní šifrování zde doposud prakticky nasazeny nebyly. Výsledky testování pomohou institucím, jakými jsou bezpečnostní složky státu, prvky kritické infrastruktury či ICT operátoři, naplánovat a realizovat přechod ke kvantově odolným technologiím.
V rámci projektu jsou také realizovány pilotní nasazení a ověření technologií pro kvantové ustanovení klíčů (QKD), což představuje kompletní řešení pro kvantově bezpečnou komunikaci.
Evropské pokračování
Úspěch projektu NESPOQ otevřel cestu k další mezinárodní spolupráci. V návaznosti na tento projekt bylo sestaveno konsorcium s 18 partnery z 12 evropských zemí pro výzvu Horizontu Evropa. Projekt QARC byl začátkem roku 2025 vybrán k podpoře jako jeden ze čtyř nejlepších z celkem 49 předložených návrhů v rámci výzvy Horizont Evropa, přičemž s VUT jako koordinátorem bude projekt oficiálně zahájen v lednu 2026.
Vývoj postkvantového šifrátoru na Vysokém učení technickém v Brně tak představuje nejen významný technologický pokrok, ale také důkaz schopnosti české vědy konkurovat na nejvyšší mezinárodní úrovni v jedné z nejdůležitějších oblastí současné kybernetické bezpečnosti.
- Autor článku: ne
- Zdroj: Vysoké učení technické v Brně
