(in) Sicher: Interview mit John Prisco von Quantum Xchange

(unsicher ist eine wöchentliche Kolumne, die sich mit dem schnell eskalierenden Thema Cybersicherheit befasst.

Jüngste Durchbrüche haben die Frage nach der Einführung des Quantencomputings von einem „ob“ zu einem „wann“ verändert. Sie werden in der Lage sein, bestimmte Aufgaben in einem bestimmten Tempo zu erledigen Hundert- oder tausendmal besser als klassische Computer, die es uns wiederum ermöglichen, Lösungen für Fragen zu finden, die mit modernen Computern nicht gelöst werden können Methoden.

Moderne Verschlüsselung ist eine dieser Fragen. Derzeit durch Primzahlen geschützt, die klassische Computer vor dem Hitzetod des Universums unmöglich lösen können, könnte die Verschlüsselung durch die Macht der Quanten weit aufgerissen werden.

Zum Glück ist es ein zweischneidiges Schwert. Quantenphysik kann auch genutzt werden, um die Verschlüsselung zu verbessern und Daten sowohl vor aktuellen als auch zukünftigen Bedrohungen zu schützen. Um herauszufinden, wie es funktioniert und ob es heute praktikabel ist, haben wir mit John Prisco, CEO und Präsident von gesprochen

Quantum Xchange, das erste in den Vereinigten Staaten verfügbare Glasfaser-Quantennetzwerk.

Digitale Trends: Warum sind Quantencomputer gut darin, herkömmliche Verschlüsselungen zu knacken?

John Prisco, Präsident und CEO von Quantum Xchange: Weil der Quantencomputer keine Bits verwendet, die entweder Eins oder Null sind. Tatsächlich verwenden sie Photonen, die gleichzeitig Einsen und Nullen sein können. Es handelt sich lediglich um eine massiv parallele Verarbeitungsfähigkeit, die ein Primärcomputer, den wir heute verwenden, nicht leisten kann, da Bits nur im Zustand Eins oder Null existieren können.

Sie wissen also, dass Sie immer den Kommentar hören: „Wie schnell könnte der Computer alle Bücher lesen und?“ das Zeug in der Library of Congress.“ Nun, darüber wird beim Lesen jedes Buches gesprochen seriell. Die Art und Weise, wie ein Quantencomputer die Bücher in der Library of Congress lesen würde, wäre, sie alle gleichzeitig zu lesen.

Mit der neuesten RSA-2048-Verschlüsselung und herkömmlichen Computern würde es eine Milliarde Milliarden Jahre dauern, um diesen Schlüssel mit brutaler Gewalt zu knacken. Ein Quantencomputer könnte das in etwa 10 Sekunden schaffen.

Wann werden Quantencomputer Ihrer Meinung nach so ausgereift sein, dass sie eine echte Bedrohung für die Verschlüsselung darstellen?

Es gibt ein Konzept namens Quantenüberlegenheit. Das ist nicht sehr interessant, auch wenn es so klingt. Das bedeutet, dass ein Quantencomputer leistungsfähiger ist als jeder herkömmliche elektronische Computer. Google ging davon aus, dass sie bis Ende letzten Jahres einen Quantenüberlegenheitscomputer haben würden.

Sie sagen, dass sie bis Ende dieses Jahres einen Quantenüberlegenheitscomputer haben werden. Wenn ich also davon spreche, dass das Knacken von RSA 2048 eine Milliarde Milliarden Jahre dauert, könnte ein Quantenüberlegenheitscomputer diese Zeit auf 900 Millionen Milliarden Jahre verkürzen. Das ist kein so großer Fortschritt.

Das eigentliche Ziel ist ein Quantenprime-Computer. Und das ist eines, bei dem man den Schlüssel in 10 Sekunden knacken könnte. In diesem Sinne wird davon ausgegangen, dass es sich um ein etwa 5 bis 10 Jahre dauerndes Ereignis handelt.

Aber ich sage immer schnell, dass es fast unerheblich ist, wie lange es dauern wird, bis man dort ankommt. Betrügerische Akteure sammeln ständig Daten, und sie werden es immer tun, weil es zu einfach ist. Sie sammeln Daten vom Office of Personnel Management der Regierung oder die F-35-Pläne von Lockheed Martin. Und sie werden darauf sitzen bleiben, bis sie einen Quantencomputer haben, der den Schlüssel knacken und die Daten öffnen kann.

Nehmen wir an, Sie sind eine Schweizer Bank und haben viele Kunden, die ihre Identität lieber geheim halten möchten. Sie möchten also heute wirklich mit Quantenschlüsseln verschlüsseln und sich nicht der Gefahr aussetzen, dass ihre Daten gesammelt werden, und befürchten, dass jemand einen Quantencomputer hat, der sie zerstören kann.

Quantum Xchange basiert auf der Verwendung von Quantenschlüsseln. Können Sie erklären, wie sie funktionieren und was es schwieriger macht, sie zu knacken?

Ein Quantenschlüssel unterscheidet sich von einem RSA-Schlüssel dadurch, dass er aus Photonen besteht. Wenn Sie den Schlüssel von Punkt A nach Punkt B übertragen, geht der Schlüssel mit, und jedes Photon, das wir mitsenden, kann mit einer Eins oder Null kodiert werden.

Wenn jemand versucht hat, diesen Schlüssel abzuhören, stellt sich heraus, dass aufgrund des Heisenberg-Unsicherheitsprinzips jemand versucht, ihn abzuhören Bei einem optischen Teilchen wie einem Proton ändert sich der Quantenzustand und daher stellt der Schlüssel nicht mehr den Schlüssel dar, der die Daten entschlüsselt.

Da Sie sich auf ein physikalisches Gesetz verlassen, das so unveränderlich ist wie die Schwerkraft, haben Sie jetzt die Gewissheit, dass niemand Ihre Daten entschlüsseln und Ihre Datendatei lesen kann. Der Schlüssel überlebt keine Berührung.

Ihr „vertrauenswürdiges Knoten“-System behauptet, Reichweitenprobleme mit Quantenschlüsseln zu lösen. Warum gibt es ein Reichweitenproblem und wie haben Sie es gelöst?

Einer der Nachteile der Quantenschlüsselverteilung besteht darin, dass man den Schlüssel maximal über eine Entfernung von etwa 100 Kilometern übertragen kann. Das ist wahrscheinlich der Grund, warum sich die Einführung der Quantum Key Distribution in den Vereinigten Staaten verzögert hat.

Wir haben mit den Battelle Memorial Laboratories zusammengearbeitet und eine Möglichkeit gefunden, die Distanz zu erweitern, die ein Quantenschlüssel zurücklegen kann. Es kann nun eine unbegrenzte Distanz zurücklegen.

Wir haben eine Möglichkeit gefunden, einen Quantenschlüssel in einem anderen Quantenkäfig zu kodieren, und das ermöglicht uns Übertragen Sie weiterhin mehrere hundert Kilometer gleichzeitig, und die Unsicherheit wird dadurch nicht beeinträchtigt Prinzip.

Um dies realisierbar zu machen, war es entscheidend, diese Einschränkung überwinden zu können. Es ist ein großer Durchbruch und ein Wegbereiter für diese Technologie.

Mir ist aufgefallen, dass Quantum Xchange behauptet, es sei Pionier der „unzerbrechlichen Verschlüsselung“. Wie wörtlich sollten wir das nehmen? Ist das wirklich unzerbrechlich, jetzt und in Zukunft?

Wenn Sie so eine mutige Behauptung aufstellen, gibt es immer Leute, die Sie herausfordern, und Kryptographen als Ingenieure oder Wissenschaftler sind sehr gut darin, diese Bemerkung in Frage zu stellen.

Da wir uns jedoch auf ein physikalisches Gesetz verlassen, stellt sich heraus, dass es wahrscheinlich unzerbrechlich ist. Gibt es nun eine Wahrscheinlichkeit ungleich Null, dass jemand es kaputt machen könnte? Ja. Aber wir halten es für äußerst unwahrscheinlich. Damit jemand einen Quantenschlüssel knacken kann, sind buchstäblich außergewöhnliche Umstände erforderlich.

Nehmen wir an, ich sende eine Million Photonen aus und am Ende akzeptieren Sie 100.000 davon als völlig unverfälscht. Wenn Sie ein ruchloser Schauspieler wären, der versucht, meinen Quantenschlüssel abzufangen, müssten Sie 900.000 Mal richtig erraten, ob das Photon eine Eins oder eine Null ist.

Mathematisch gesehen ist das machbar. Aber in meiner Welt und in der praktischen Welt ist das unmöglich.

Konzentriert sich die Lösung von Quantum

Der allgemeine Anwendungsfall besteht darin, alle kritischen Informationen zu schützen. Es wird heute in Genf von der für die Wahlen zuständigen Regierung verwendet, um Umfragedaten mithilfe eines Quantenschlüsselschutzes zu übertragen. Es ist absolut darauf ausgerichtet, Hacker daran zu hindern, Daten zu stehlen. Wenn Quantencomputer der Angriff sind, ist Quantenverschlüsselung die Verteidigung.

Dies ist keine Technologie, die über Nacht entstanden ist. Es läuft seit zehn Jahren in Genf, es läuft seit fünf Jahren in Battelle’s Laboren. Wir setzen es jetzt in New York ein. Dies ist eine Ausrüstung, die heute funktioniert und heute brauchbar ist.

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