Vad är post-kvantkryptografi?
Vi förklarar enkelt de nya krypteringsstandarderna som tål kvantdatorer, hur de påverkar dagens HTTPS-anslutningar och hur du förbereder dina data för övergången.
Aurora YazılımRedaktionen
6 min läsning
Post-kvantkryptografi (PQC) är nya krypteringsmetoder som bygger på matematiska problem som även kraftfulla kvantdatorer antas inte kunna knäcka. Eftersom RSA och elliptiska kurvor, som i dag används i HTTPS, digitala signaturer och VPN, kan bli sårbara för kvantattacker i framtiden har standarder för kvantsäker kryptering tagits fram och införs successivt.
Varför hotar kvantdatorer kryptering?
Det mesta av den säkra kommunikationen på internet bygger på asymmetrisk kryptografi. När du ansluter till en webbplats via HTTPS kommer webbläsaren och servern överens om en hemlig nyckel med hjälp av RSA eller algoritmer baserade på elliptiska kurvor. Säkerheten i dessa algoritmer vilar på att det i praktiken är omöjligt för klassiska datorer att faktorisera stora tal eller lösa liknande matematiska problem.
Kvantdatorer arbetar däremot med en annan beräkningslogik. Shors algoritm, som beskrevs 1994, visar att en tillräckligt stor och stabil kvantdator skulle kunna lösa dessa problem effektivt. En sådan maskin finns ännu inte och det är oklart när den kommer, men när den gör det kommer en stor del av dagens asymmetriska system att förlora sin säkerhet.
Om du vill veta hur kvantdatorer fungerar och hur långt utvecklingen har kommit kan du börja med vår artikel vad är en kvantdator.
Risken att samla nu och dekryptera senare
Varför ska vi oroa oss redan nu om det ännu inte finns någon kvantdator? Svaret ligger i scenariot som kallas samla nu, dekryptera senare (harvest now, decrypt later). En angripare kan spela in och spara krypterad trafik i dag och dekryptera den den dag hen får tillgång till en tillräckligt kraftfull kvantdator.
Risken beror på hur länge data måste förbli hemliga. Ett kampanjutskick förlorar sitt värde efter några veckor, men sjukvårdsjournaler, avtal, affärshemligheter och identitetsuppgifter måste hållas hemliga i åratal. För organisationer som hanterar sådan data är planeringen av övergången en fråga för i dag.
En enkel uträkning hjälper: om den tid data måste förbli hemliga plus den tid det tar att flytta dina system till nya algoritmer överstiger den beräknade tidpunkten då en kraftfull kvantdator kan finnas, bör du börja förbereda dig redan nu. I stora organisationer tar den här typen av infrastrukturövergångar ofta flera år.
Vilka algoritmer påverkas?
Kvantdatorernas effekt är inte densamma för alla krypteringstyper. Medan asymmetriska algoritmer står inför en allvarlig risk är symmetrisk kryptering och hashfunktioner mer motståndskraftiga.
| Algoritmtyp | Exempel | Kvanteffekt | Rekommenderad riktning |
|---|---|---|---|
| Asymmetrisk kryptering och nyckelutbyte | RSA, ECDH | Kan knäckas med Shors algoritm | Nya standarder som ML-KEM |
| Digital signatur | RSA, ECDSA | Kan knäckas med Shors algoritm | Nya standarder som ML-DSA och SLH-DSA |
| Symmetrisk kryptering | AES | Grovers algoritm minskar säkerhetsmarginalen | Längre nyckel (AES-256) |
| Hashfunktioner | SHA-2, SHA-3 | Begränsad påverkan | Tillräcklig utdatalängd |
Nya PQC-standarder
Det amerikanska standardiseringsinstitutet NIST (National Institute of Standards and Technology) lät kandidatalgoritmer från hela världen genomgå en flera år lång öppen utvärdering och publicerade 2024 de första standarderna för kvantsäker kryptering. Processen och dokumenten är öppna för alla på NIST:s PQC-projektsida.
- ML-KEM (FIPS 203): för nyckelutbyte, baserad på algoritmen CRYSTALS-Kyber
- ML-DSA (FIPS 204): för digitala signaturer, baserad på algoritmen CRYSTALS-Dilithium
- SLH-DSA (FIPS 205): hashbaserad digital signatur som fungerar som reserv, baserad på algoritmen SPHINCS+
Vad PQC är och inte är
Ett begrepp som ofta blandas ihop med PQC är kvantnyckeldistribution (QKD). QKD är en fysisk metod som kräver specialhårdvara och fiberlinjer. Post-kvantkryptografi består däremot av rent programvarubaserade algoritmer som fungerar på dagens datorer och internetinfrastruktur, och kan därför tillämpas i stor skala.
Hur påverkas HTTPS och SSL?
I en HTTPS-anslutning sker två separata saker: parterna kommer överens om en sessionsnyckel (nyckelutbyte) och servern bevisar sin identitet (certifikatsignatur). Risken ”samla nu, dekryptera senare” gäller särskilt nyckelutbytet, och därför började övergången på den sidan.
Stora webbläsare och vissa infrastrukturleverantörer har börjat stödja hybrid nyckelutbyte, som använder klassiska elliptiska kurvor tillsammans med ML-KEM. Det hybrida upplägget behåller den klassiska algoritmens skydd även om en oväntad svaghet skulle upptäckas i den nya algoritmen. Övergången av certifikatsignaturer till kvantsäkra algoritmer planeras som en längre process.
Hur certifikat och HTTPS fungerar i dag har vi gått igenom i artikeln vad är ett SSL-certifikat. Den goda nyheten för webbplatsägare är att uppdaterad serverprogramvara, uppdaterade webbläsare och CDN-tjänster tar hand om större delen av övergången i bakgrunden.
openssl s_client -connect www.ornek.com:443 -groups X25519MLKEM768 < /dev/nullFörbered dig på kryptering efter kvantdatorn
Övergången till kryptering efter kvantdatorn är inget som görs över en natt utan en omställning som sträcker sig över flera år. Det mest värdefulla en organisation kan göra i dag är att veta var den använder vilken kryptering och hålla sina system redo för förändring.
- Ta fram en kryptografiinventering: certifikat, VPN, mejl, databaskryptering, API-anslutningar
- Prioritera data som måste förbli hemliga länge och systemen som bär dem
- Håll server, operativsystem och bibliotek uppdaterade, eftersom övergången till stor del kommer med uppdateringar
- Föredra långa nycklar (till exempel AES-256) vid symmetrisk kryptering
- Fråga dina mjukvaru- och tjänsteleverantörer om deras PQC-färdplaner
- Tillämpa principen om kryptoflexibilitet i nya system, så att det blir enkelt att byta algoritm
Varför är kryptoflexibilitet viktigt?
Kryptoflexibilitet (crypto agility) innebär att ett system kan byta krypteringsalgoritm på konfigurationsnivå, utan att den ligger djupt nedgrävd i koden. En algoritm som anses säker i dag kan visa sig ha svagheter i morgon, och flexibla system kan då anpassa sig snabbt.
I mjukvarulösningar som utvecklas för ett specifikt företag förverkligas principen genom att krypterings- och signeringsoperationer sker via aktuella, underhållna bibliotek i ett centralt lager. I en e-handelsplattform som hanterar betalningar och kunddata innebär samma upplägg att man kan anpassa sig till framtida standardförändringar utan avbrott.
En liknande omställning pågår inom autentisering. Passkey-tekniken, som bygger på asymmetrisk kryptografi, har en struktur som kan uppdateras med samma flexibla synsätt när standarderna utvecklas mot kvantsäkra signaturalgoritmer.
En realistisk bild för företag
Ett litet eller medelstort företag behöver inte göra egen kryptografiforskning i dag. Det viktiga är att hålla de servrar, certifikat och program man använder uppdaterade och försäkra sig om att leverantörerna följer övergången. Serverprogramvaran, TLS-inställningarna och certifikatförnyelserna för en publicerad webbplats är en naturlig del av det regelbundna underhållet inom hastighet och prestanda.
Organisationer som hanterar data med långvarigt sekretesskrav, till exempel inom vård, juridik eller finans, bör börja planera övergången tidigare och följa nationella och internationella riktlinjer i frågan. När du planerar en ny företagswebbplats eller en kundportal är det också ett klokt steg att redan från början efterfråga en aktuell TLS-konfiguration.
Vanliga frågor
01Kan kvantdatorer knäcka kryptering i dag?
Nej. Dagens kvantdatorer har inte den storlek och stabilitet som krävs för att knäcka vanliga RSA- eller elliptiska nycklar. När den nivån nås är oklart. Skälet till att förbereda sig nu är att övergången tar lång tid och att inspelade data kan dekrypteras i framtiden.
02Behöver jag göra något för min webbplats nu?
För de flesta webbplatser är det viktigaste steget att hålla serverprogramvaran, TLS-biblioteken och CDN-inställningarna uppdaterade, eftersom kvantsäkert nyckelutbyte kommer med dessa uppdateringar. Hanterar du data som måste förbli hemlig länge bör du prata med din leverantör om deras PQC-färdplan.
03Kommer AES-kryptering också att knäckas?
Symmetriska algoritmer påverkas betydligt mindre av kvantattacker. Även om Grovers algoritm minskar säkerhetsmarginalen anses långa nycklar som AES-256 vara säkra inom överskådlig framtid.
Post-kvantkryptografi är en omställning över flera år som förnyar de asymmetriska system som ligger till grund för internetsäkerheten inför det framtida kvanthotet, och den bästa förberedelsen för företag är en uppdaterad och flexibel infrastruktur. Aurora Yazılım utvecklar mjukvarulösningar för just ditt företag med aktuella krypteringsbibliotek och tar hand om server- och TLS-underhållet för din publicerade webbplats inom hastighet och prestanda. Har du frågor kan du kontakta oss.
