(inseguro es una columna semanal que profundiza en el tema de la ciberseguridad, en rápida escalada.
Los avances recientes han cambiado la cuestión de la llegada de la computación cuántica de una cuestión de "si" a "cuándo". Podrán realizar determinadas tareas a un ritmo cien o miles de veces mejores que los ordenadores clásicos, lo que, a su vez, nos permitirá buscar soluciones a cuestiones que no pueden resolverse con los ordenadores modernos. métodos.
El cifrado moderno es una de esas preguntas. Actualmente protegido por números primos que las computadoras clásicas no pueden resolver antes de la muerte térmica del universo, el cifrado podría quedar completamente abierto gracias al poder cuántico.
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Por suerte, es un arma de doble filo. La física cuántica también se puede utilizar para mejorar el cifrado y proteger los datos contra amenazas actuales y futuras. Para saber cómo funciona y si es práctico hoy en día, hablamos con John Prisco, director ejecutivo y presidente de Intercambio cuántico, la primera red cuántica de fibra disponible en Estados Unidos.
Tendencias digitales: ¿Qué hace que las computadoras cuánticas sean buenas para descifrar el cifrado convencional?
John Prisco, presidente y director ejecutivo de Quantum Xchange: Porque la computadora cuántica no utiliza bits que sean uno o cero. De hecho, están usando fotones que pueden ser simultáneamente unos y ceros. Es simplemente una capacidad de procesamiento masivamente paralelo que una computadora primaria que usamos hoy no puede hacer, porque los bits solo pueden existir en estado uno o cero.
“El verdadero objetivo es una computadora cuántica primaria. Y en ese caso se podría descifrar la clave en 10 segundos”.
Entonces, sabes que siempre escuchas el comentario sobre: "¿Qué tan rápido la computadora podría leer todos los libros y?" las cosas en la Biblioteca del Congreso”. Bueno, de eso se habla en términos de lectura de cada libro. en serie. La forma en que una computadora cuántica leería los libros de la Biblioteca del Congreso sería leerlos todos simultáneamente.
Con el último cifrado RSA 2048, utilizando computadoras convencionales, se necesitarían mil millones de años para descifrar esa clave por fuerza bruta. Una computadora cuántica podría hacerlo en unos 10 segundos.
¿Cuándo cree que las computadoras cuánticas se volverán lo suficientemente sofisticadas como para representar una amenaza real para el cifrado?
Existe un concepto llamado supremacía cuántica. Eso no es muy interesante, aunque parezca que lo es. Significa cuando una computadora cuántica es más poderosa que cualquier computadora electrónica convencional. Google pensó que tendría una computadora con supremacía cuántica a fines del año pasado.
Dicen que tendrán una computadora de supremacía cuántica para finales de este año. Entonces, cuando hablo de que descifrar RSA 2048 tomará mil millones de millones de años, una computadora de supremacía cuántica podría acortarlo a 900 millones de millones de años. Ese no es un gran avance.
El verdadero objetivo es una computadora cuántica primaria. Y ese es uno en el que podrías descifrar la clave en 10 segundos. En términos de eso, se considera un evento de 5 a 10 años.
Pero siempre me apresuro a decir que es casi irrelevante cuánto tiempo llevará llegar allí. Los actores nefastos recopilan datos todo el tiempo y siempre lo harán porque es demasiado fácil de hacer. Recopilarán datos de la Oficina de Gestión de Personal del gobierno o de los planos del F-35 de Lockheed Martin. Y se quedarán ahí sentados hasta que tengan una computadora cuántica que pueda descifrar la clave y abrir los datos.
"... Ahora tiene la seguridad de que nadie podrá desbloquear sus datos y leer su archivo de datos".
Digamos que es un banco suizo y tiene muchos clientes que prefieren mantener su identidad en privado. Por lo tanto, hoy en día realmente querrías cifrar usando claves cuánticas, y no exponerte a que se recopilen sus datos y preocuparte de que alguien tenga una computadora cuántica que pueda romperlos.
Quantum Xchange se basa en el uso de claves cuánticas. ¿Puedes explicar cómo funcionan y qué los hace más difíciles de descifrar?
Una clave cuántica se diferencia de una clave RSA en que está compuesta de fotones. Cuando transmites la clave del punto A al punto B, la clave continúa y cada fotón que enviamos puede codificarse con un uno o un cero.
Si alguien intenta escuchar a escondidas esa clave, resulta que, debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, si alguien intenta escuchar a escondidas en una partícula óptica como un protón, el estado cuántico cambia y por lo tanto la clave ya no representa la clave que desbloqueará los datos.
Debido a que confía en una ley de la física, que es tan inmutable como la gravedad, ahora tiene la seguridad de que nadie podrá desbloquear sus datos y leer su archivo de datos. La llave no puede sobrevivir a que nadie la toque.
Su sistema de “nodo confiable” pretende resolver problemas de alcance con claves cuánticas. ¿Por qué hay un problema de alcance y cómo lo resolvió?
Una de las deficiencias de la distribución de claves cuánticas es que lo mejor que se puede hacer son unos 100 kilómetros transmitiendo la clave. Probablemente eso sea lo que ha retrasado la introducción de Quantum Key Distribution en los Estados Unidos.
"Para que alguien pueda romper una clave cuántica, se requieren circunstancias extraordinarias".
Lo que hemos hecho es trabajar con Battelle Memorial Laboratories y hemos encontrado una forma de ampliar la distancia que puede viajar una clave cuántica. Ahora puede viajar una distancia ilimitada.
Hemos encontrado una manera de codificar una clave cuántica dentro de otra jaula cuántica, y eso nos permite sigue transmitiendo cientos de kilómetros a la vez y no viola la incertidumbre principio.
Poder superar esta limitación ha sido fundamental para que esto sea viable. Es un gran avance y es un facilitador de esta tecnología.
Me di cuenta de que Quantum Xchange afirma que es pionero en el "cifrado inquebrantable". ¿Cuán literalmente deberíamos tomar eso? ¿Es esto realmente irrompible, ahora y en el futuro?
Cuando haces una afirmación audaz como esa, siempre hay gente que te va a desafiar, y los criptógrafos, como clase de ingenieros o científicos, son muy buenos para desafiar ese comentario.
“Esta no es una tecnología que surgió de la noche a la mañana. Funciona en Ginebra desde hace diez años…”
Sin embargo, resulta que debido a que confiamos en una ley de la física, probablemente sea irrompible. Ahora bien, ¿existe una probabilidad distinta de cero de que alguien pueda romperlo? Sí. Pero creemos que es extremadamente improbable. Literalmente, para que alguien rompa una clave cuántica, se requieren circunstancias extraordinarias.
Digamos que envío un millón de fotones y terminas aceptando 100.000 de ellos como si estuvieran totalmente intactos. Si fueras un actor nefasto que intentara interceptar mi clave cuántica, tendrías que adivinar correctamente 900.000 veces si el fotón era uno o cero.
Ahora bien, matemáticamente, eso es factible. Pero en mi mundo y en el mundo práctico eso es imposible.
¿La solución de Quantum Xchange se centra únicamente en disuadir la amenaza de las computadoras cuánticas o es algo que puede usarse en muchos escenarios?
El caso de uso genérico es salvaguardar cualquier información crítica. Está siendo utilizado hoy en Ginebra, por la gestión gubernamental de las elecciones, para transmitir datos de las encuestas utilizando protección de clave cuántica. Está absolutamente orientado a evitar que los piratas informáticos roben datos. Si las computadoras cuánticas son el ataque, el cifrado cuántico es la defensa.
Esta no es una tecnología que surgió de la noche a la mañana. Funciona en Ginebra desde hace diez años y cinco años en los laboratorios de Battelle. Lo estamos implementando ahora en Nueva York. Este es un equipo que funciona hoy y es viable hoy.
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