(in) Bezpečné je týdenní rubrika, která se ponoří do rychle eskalujícího tématu kybernetické bezpečnosti.
Nedávné průlomy změnily otázku příchodu kvantových počítačů z „jestli“ na „kdy“. Budou schopni splnit určitý úkol tempem stokrát nebo tisíckrát lepší než klasické počítače, které nám zase umožní hledat řešení otázek, které nelze vyřešit moderními metody.
Moderní šifrování je jednou z těchto otázek. V současné době chráněné prvočísly, která klasické počítače nedokážou vyřešit před tepelnou smrtí vesmíru, by šifrování mohlo být rozbito silou kvanta.
Příbuzný
- Uvnitř britské laboratoře, která spojuje mozky s kvantovými počítači
- Výzkumníci vytvářejí „chybějící dílek skládačky“ při vývoji kvantových počítačů
- Seznamte se se Silq: První intuitivní programovací jazyk pro kvantové počítače
Naštěstí je to dvousečná zbraň. Kvantová fyzika může být také použita k lepšímu šifrování a ochraně dat před současnými i budoucími hrozbami. Abychom zjistili, jak to funguje a zda je to dnes praktické, mluvili jsme s Johnem Priscem, generálním ředitelem a prezidentem společnosti
Quantum Xchange, první vláknová kvantová síť dostupná ve Spojených státech.Digitální trendy: Proč jsou kvantové počítače dobré při prolomení konvenčního šifrování?
John Prisco, prezident a generální ředitel společnosti Quantum Xchange: Protože kvantový počítač nepoužívá bity, které jsou buď jedna, nebo nula. Ve skutečnosti používají fotony, které mohou být současně jedničky a nuly. Je to pouze schopnost masivně paralelního zpracování, kterou primární počítač, který dnes používáme, nedokáže, protože bity mohou existovat pouze v jednom nebo nulovém stavu.
„Skutečným cílem je kvantový primární počítač. A to je ten, ve kterém byste mohli prolomit klíč za 10 sekund."
Takže víte, že vždy slyšíte komentář: „Jak rychle mohl počítač přečíst všechny knihy a věci v Kongresové knihovně." No, mluví se o tom z hlediska čtení každé knihy sériově. Způsob, jakým by kvantový počítač četl knihy v Kongresové knihovně, by byl číst všechny současně.
S nejnovější šifrou RSA 2048, využívající konvenční počítače, by trvalo miliardu miliard let, než by hrubá síla zlomila tento klíč. Kvantový počítač by to dokázal za zhruba 10 sekund.
Kdy se podle vás kvantové počítače stanou natolik sofistikovanými, že budou skutečnou hrozbou pro šifrování?
Existuje koncept zvaný kvantová nadřazenost. To není moc zajímavé, i když to tak zní. To znamená, když je kvantový počítač výkonnější než jakýkoli konvenční elektronický počítač. Google si myslel, že do konce minulého roku budou mít počítač s kvantovou nadvládou.
Říkají, že do konce tohoto roku budou mít počítač s kvantovou nadvládou. Když tedy mluvím o prolomení RSA 2048 za miliardu miliard let, počítač s kvantovou nadvládou by to mohl zkrátit na 900 milionů miliard let. To není tak velký pokrok.
Skutečným cílem je kvantový primární počítač. A to je ten, ve kterém byste mohli prolomit klíč za 10 sekund. Z tohoto hlediska je to považováno za událost na 5 až 10 let.
Ale vždy rychle řeknu, že je téměř irelevantní, jak dlouho to bude trvat, než se tam dostanete. Nekalí herci neustále shromažďují data a budou to dělat vždy, protože je to příliš snadné. Budou získávat data z Úřadu pro personální řízení vlády nebo plány F-35 od Lockheed Martin. A budou na tom sedět, dokud nebudou mít kvantový počítač, který dokáže zlomit klíč a otevřít data.
"...Nyní máte jistotu, že nikdo nemůže odemknout vaše data a přečíst váš datový soubor."
Řekněme, že jste švýcarská banka a máte spoustu zákazníků, kteří by raději zachovali svou identitu v soukromí. Takže dnes byste opravdu chtěli šifrovat pomocí kvantových klíčů a nevystavovat se sklizení jejich dat a obávat se, že někdo bude mít kvantový počítač, který to dokáže rozbít.
Quantum Xchange je postaven na použití kvantových klíčů. Můžete vysvětlit, jak fungují a kvůli tomu je těžší je rozlousknout?
Kvantový klíč se liší od klíče RSA v tom, že se skládá z fotonů. Když přenesete klíč z bodu A do bodu B, klíč půjde dál a každý foton, který pošleme, může být zakódován jedničkou nebo nulou.
Pokud se někdo pokusil odposlouchávat tento klíč, ukázalo se to kvůli Heisenbergově principu nejistoty, že pokud se někdo pokusí odposlouchávat na optické částici, jako je proton, se kvantový stav změní, a proto klíč již nepředstavuje klíč, který odemkne data.
Protože se spoléháte na fyzikální zákon, který je stejně neměnný jako gravitace, máte nyní jistotu, že nikdo nemůže odemknout vaše data a přečíst váš datový soubor. Klíč nemůže přežít, když se ho někdo dotkne.
Váš systém „důvěryhodného uzlu“ tvrdí, že řeší problémy s rozsahem pomocí kvantových klíčů. Proč je problém s dosahem a jak jste ho vyřešili?
Jedním z nedostatků kvantové distribuce klíčů je, že to nejlepší, co můžete udělat, je asi 100 kilometrů přenést klíč. To je pravděpodobně to, co zpozdilo zavedení Quantum Key Distribution ve Spojených státech.
"Aby někdo zlomil kvantový klíč, vyžaduje to mimořádné okolnosti."
To, co jsme udělali, je, že jsme spolupracovali s Battelle Memorial Laboratories a přišli jsme na způsob, jak prodloužit vzdálenost, kterou může kvantový klíč urazit. Nyní může cestovat na neomezenou vzdálenost.
Přišli jsme na způsob, jak zakódovat kvantový klíč do jiné kvantové klece, a to nám umožňuje přenášet několik stovek kilometrů najednou a neporušuje to nejistotu zásada.
Schopnost překonat toto omezení byla zásadní pro to, aby to bylo životaschopné. Je to velký průlom a je to aktivátor pro tuto technologii.
Všiml jsem si, že Quantum Xchange tvrdí, že jde o průkopnické „neprolomitelné šifrování“. Jak doslova to máme brát? Je to skutečně nerozbitné, nyní i v budoucnu?
Když uděláte odvážné tvrzení, jako je, že máte vždy lidi, kteří vás napadnou, a kryptografové jako třída inženýrů nebo vědců jsou velmi dobří ve zpochybňování tohoto komentáře.
„Toto není technologie, která se objevila přes noc. V Ženevě to běží už deset let…“
Ukazuje se však, že protože se spoléháme na fyzikální zákon, je pravděpodobně nerozbitný. Je nenulová pravděpodobnost, že by to někdo mohl rozbít? Ano. Ale myslíme si, že je to velmi nepravděpodobné. Doslova, aby někdo zlomil kvantový klíč, vyžaduje to mimořádné okolnosti.
Řekněme, že pošlu milion fotonů a vy nakonec přijmete 100 000 z nich jako zcela nezměněné. Kdybyste byl hanebný herec, který se snažil zachytit můj kvantový klíč, musel byste správně 900 000krát uhodnout, zda je foton jedna nebo nula.
Nyní matematicky je to možné. Ale v mém světě a v praktickém světě je to nemožné.
Je řešení Quantum Xchange zaměřeno pouze na odstrašení hrozby kvantových počítačů, nebo je to něco, co lze použít pro mnoho scénářů?
Obecným případem použití je ochrana jakýchkoli kritických informací. Dnes je v Ženevě používán vládním managementem voleb k přenosu dat z průzkumů pomocí kvantové ochrany klíčů. Je absolutně zaměřen na to, aby zabránil hackerům v krádeži dat. Pokud jsou kvantové počítače útokem, kvantové šifrování je obrana.
Toto není technologie, která se objevila přes noc. V Ženevě to běží deset let, v laboratořích Battelle to běží pět let. Nyní jej nasazujeme v New Yorku. Toto je zařízení, které funguje dnes a je dnes životaschopné.
Doporučení redakce
- Vědci právě dosáhli průlomu v oblasti kvantových počítačů
- Nový 127-qubitový procesor IBM je velkým průlomem v oblasti kvantových počítačů
- IBM staví největší kvantový počítač – a obří ledničku, do které ho umístí
- Honeywell dělá skok od termostatů ke kvantovým počítačům
- Intel vyvíjí kryogenní řídicí čip, od kterého se očekává, že zefektivní kvantové výpočty
