(in) Turvallinen on viikoittainen kolumni, joka sukeltaa nopeasti kiihtyvään kyberturvallisuuden aiheeseen.
Viimeaikaiset läpimurrot ovat muuttaneet kysymyksen kvanttilaskentaan saapumisesta "jos" -kysymyksestä "milloin". He pystyvät suorittamaan tietyn tehtävän nopeasti sata tai tuhansia kertoja parempia kuin klassiset tietokoneet, mikä puolestaan antaa meille mahdollisuuden etsiä ratkaisuja kysymyksiin, joita ei voida ratkaista nykyaikaisilla menetelmiä.
Nykyaikainen salaus on yksi näistä kysymyksistä. Tällä hetkellä suojattu alkuluvuilla, joita klassiset tietokoneet eivät millään pysty ratkaisemaan ennen maailmankaikkeuden lämpökuolemaa, salaus voi katketa kvanttivoimalla.
Liittyvät
- Iso-Britannian laboratoriossa, joka yhdistää aivot kvanttitietokoneisiin
- Tutkijat luovat "puuttuvan palapelin" kvanttilaskentaa kehittäessään
- Tutustu Silqiin: Ensimmäinen intuitiivinen ohjelmointikieli kvanttitietokoneille
Onneksi se on kaksiteräinen miekka. Kvanttifysiikan avulla voidaan myös parantaa salausta, joka suojaa tietoja sekä nykyisiltä että tulevilta uhilta. Selvittääksemme, miten se toimii ja onko se käytännöllistä tänään, keskustelimme John Priscon, toimitusjohtajan ja
Quantum Xchange, ensimmäinen Yhdysvalloissa saatavilla oleva kuitukvanttiverkko.Digitaaliset trendit: Mikä tekee kvanttitietokoneista hyviä murtamaan perinteinen salaus?
John Prisco, Quantum Xchangen toimitusjohtaja: Koska kvanttitietokone ei käytä bittejä, jotka ovat joko yksi tai nolla. Itse asiassa he käyttävät fotoneja, jotka voivat olla samanaikaisesti ykkösiä ja nollia. Se on vain massiivisesti rinnakkainen prosessointiominaisuus, jota nykyään käyttämämme ensisijainen tietokone ei pysty tekemään, koska bitit voivat olla vain joko ykkös- tai nollatilassa.
"Todellinen tavoite on kvanttiprime-tietokone. Ja siinä voit särkeä avaimen 10 sekunnissa."
Tiedät siis, että kuulet aina kommentin: "Kuinka nopeasti tietokone pystyi lukemaan kaikki kirjat ja kongressin kirjaston tavarat." No, siitä puhutaan jokaisen kirjan lukemisen kannalta sarjassa. Tapa, jolla kvanttitietokone lukisi Kongressin kirjaston kirjoja, olisi lukea ne kaikki samanaikaisesti.
Uusimmalla RSA 2048 -salauksella ja perinteisiä tietokoneita käyttäen kestäisi miljardi miljardia vuotta murtaa avainta raa'alla voimalla. Kvanttitietokone voisi tehdä sen noin 10 sekunnissa.
Milloin luulet kvanttitietokoneiden kehittyvän tarpeeksi kehittyneiksi ollakseen todellinen uhka salaukselle?
On olemassa käsite nimeltä kvanttiylivalta. Se ei ole kovin mielenkiintoista, vaikka siltä se kuulostaakin. Se tarkoittaa, kun kvanttitietokone on tehokkaampi kuin mikään tavanomainen elektroninen tietokone. Google ajatteli, että heillä olisi kvanttiylivaltainen tietokone viime vuoden loppuun mennessä.
He sanovat, että heillä on nyt kvanttiylivaltainen tietokone tämän vuoden loppuun mennessä. Joten kun puhun RSA 2048:n murtamisesta, joka kestää miljardi miljardia vuotta, kvanttiylivaltatietokone saattaa lyhentää sen 900 miljoonaan miljardiin vuoteen. Se ei ole niin suuri edistysaskel.
Todellinen tavoite on kvanttiprime-tietokone. Ja siinä voit murtaa avaimen 10 sekunnissa. Siinä mielessä sen katsotaan olevan noin 5-10 vuotta kestävä tapahtuma.
Mutta olen aina nopea sanomaan, että on melkein yhdentekevää, kuinka kauan sinne pääseminen kestää. Paholaiset toimijat keräävät dataa koko ajan, ja he tekevät sen aina, koska se on liian helppoa. He keräävät tiedot hallituksen henkilöstöhallinnon toimistolta tai Lockheed Martinin F-35-suunnitelmista. Ja he istuvat siinä, kunnes heillä on kvanttitietokone, joka voi rikkoa avaimen ja avata tiedot.
”… Sinulla on nyt varmuus siitä, että kukaan ei voi avata tietojesi lukitusta ja lukea tiedostoasi.”
Oletetaan, että olet sveitsiläinen pankki ja sinulla on paljon asiakkaita, jotka mieluummin pitävät henkilöllisyytensä yksityisenä. Haluaisit siis todella salata kvanttiavaimilla tänään etkä altistaa itseäsi tietojen keräämiselle ja pelätä, että jollain tulee olemaan kvanttitietokone, joka voi rikkoa sen.
Quantum Xchange on rakennettu kvanttiavainten käytön ympärille. Voitko selittää, kuinka ne toimivat ja mikä tekee niistä vaikeampaa murtaa?
Kvanttiavain eroaa RSA-avaimesta siinä mielessä, että se koostuu fotoneista. Kun lähetät avaimen pisteestä A pisteeseen B, avain kulkee mukana, ja jokainen lähettämämme fotoni voidaan koodata ykkösellä tai nollalla.
Jos joku yritti salakuunnella tuota avainta, se käy ilmi Heisenbergin epävarmuusperiaatteen vuoksi, että jos joku yrittää salakuunnella optisen hiukkasen, kuten protonin, kvanttitila muuttuu, ja siksi avain ei enää edusta avainta, joka avaa datan lukituksen.
Koska luotat fysiikan lakiin, joka on yhtä muuttumaton kuin painovoima, voit nyt olla varma siitä, että kukaan ei voi avata tietojesi lukitusta ja lukea tiedostoasi. Avain ei kestä kenenkään koskettamista siihen.
"Luotettu solmu" -järjestelmäsi väittää ratkaisevansa alueongelmat kvanttiavainten avulla. Miksi alueella on ongelma, ja miten olet ratkaissut sen?
Yksi kvanttiavainjakelun puutteista on, että paras mitä voit tehdä, on noin 100 kilometriä lähettää avainta. Tämä on luultavasti se, mikä on viivästyttänyt Quantum Key Distributionin käyttöönottoa Yhdysvalloissa.
"Kvanttiavaimen rikkominen edellyttää poikkeuksellisia olosuhteita."
Olemme tehneet yhteistyötä Battelle Memorial Laboratoriesin kanssa ja keksineet tavan pidentää kvanttiavaimen etäisyyttä. Se voi matkustaa nyt rajoittamattoman matkan.
Olemme keksineet tavan koodata kvanttiavain toiseen kvanttihäkkiin, ja sen avulla voimme lähettää useita satoja kilometrejä kerrallaan, eikä se loukkaa epävarmuutta periaate.
Tämän rajoituksen ylittäminen on ollut ratkaisevan tärkeää tämän elinkelpoisuuden kannalta. Se on suuri läpimurto, ja se mahdollistaa tämän tekniikan.
Huomasin, että Quantum Xchange väittää, että se on uraauurtava "murtumaton salaus". Kuinka kirjaimellisesti meidän pitäisi ottaa se? Onko tämä todella särkymätön nyt ja tulevaisuudessa?
Kun esität tällaisen rohkean väitteen, sinulla on aina ihmisiä, jotka haastavat sinut, ja kryptografit insinöörien tai tiedemiesten luokkana ovat erittäin hyviä haastamaan tämän kommentin.
"Tämä ei ole teknologiaa, joka on syntynyt yhdessä yössä. Se on toiminut Genevessä kymmenen vuotta…”
Kuitenkin käy ilmi, että koska luotamme fysiikan lakiin, se on todennäköisesti särkymätön. Onko olemassa nollasta poikkeava todennäköisyys, että joku voisi rikkoa sen? Joo. Mutta pidämme sitä erittäin epätodennäköisenä. Kirjaimellisesti, jotta joku rikkoisi kvanttiavaimen, se vaatii poikkeuksellisia olosuhteita.
Oletetaan, että lähetän miljoona fotonia, ja hyväksyt niistä 100 000 täysin koskemattomina. Jos olisit ilkeä näyttelijä, joka yrittää siepata kvanttiavaimeni, sinun pitäisi arvata oikein 900 000 kertaa, oliko fotoni ykkönen vai nolla.
Nyt se on matemaattisesti mahdollista. Mutta minun maailmassani ja käytännön maailmassa se on mahdotonta.
Onko Quantum Xchangen ratkaisu keskittynyt vain kvanttitietokoneiden uhan torjuntaan, vai voidaanko sitä käyttää moniin skenaarioihin?
Yleinen käyttötapaus on suojata kaikki kriittiset tiedot. Hallitus käyttää sitä tänään Genevessä vaalien hallinnassa kyselytietojen välittämiseen kvanttiavaimen suojauksella. Se on täysin suunnattu estämään hakkereita varastamasta tietoja. Jos kvanttitietokoneet ovat rikos, kvanttisalaus on puolustus.
Tämä ei ole teknologiaa, joka on syntynyt yhdessä yössä. Se on toiminut Genevessä kymmenen vuotta, ja se on toiminut Battellen laboratorioissa viisi vuotta. Otamme sen käyttöön nyt New Yorkissa. Tämä on laite, joka toimii tänään ja on käyttökelpoinen tänään.
Toimittajien suositukset
- Tutkijat saavuttivat juuri läpimurron kvanttilaskentaan
- IBM: n uusi 127 qubit prosessori on suuri läpimurto kvanttilaskennassa
- IBM rakentaa suurinta kvanttitietokonetta – ja jättimäistä jääkaappia sen sijoittamista varten
- Honeywell tekee harppauksen termostaateista kvanttitietokoneisiin
- Intel kehittää kryogeenistä ohjauspiiriä, jonka odotetaan virtaviivaistavan kvanttilaskentaa
