(be) Biztonságos egy heti rovat, amely a kiberbiztonság gyorsan eszkalálódó témájába merül.
A közelmúltbeli áttörések megváltoztatták a kvantumszámítástechnika érkezésének kérdését a „ha”-ról a „mikor”-ra. Képesek lesznek bizonyos feladatokat ütemesen végrehajtani százszor vagy ezerszer jobb, mint a klasszikus számítógépek, amelyek viszont lehetővé teszik, hogy olyan kérdésekre keressük a megoldásokat, amelyeket a modern eszközökkel nem lehet megoldani mód.
A modern titkosítás az egyik ilyen kérdés. A jelenleg olyan prímszámokkal védett titkosítást, amelyeket a klasszikus számítógépek semmiképpen nem tudnak megoldani az univerzum hőhalála előtt, a kvantum ereje teljesen feloldhatja.
Összefüggő
- Az Egyesült Királyságban az agyat kvantumszámítógépekkel összekötő laborban
- A kutatók „hiányzó kirakós darabot” hoznak létre a kvantumszámítástechnika fejlesztése során
- Ismerje meg a Silq-et: Az első intuitív programozási nyelv kvantumszámítógépekhez
Szerencsére ez egy kétélű kard. A kvantumfizika a titkosítás javítására is használható, védve az adatokat mind a jelenlegi, mind a jövőbeli fenyegetésekkel szemben. John Priscóval, a vállalat vezérigazgatójával és elnökével beszélgettünk, hogy megtudjuk, hogyan működik, és hogy praktikus-e ma.
Quantum Xchange, az első üvegszálas kvantumhálózat, amely elérhető az Egyesült Államokban.Digitális trendek: Mitől jók a kvantumszámítógépek a hagyományos titkosítás feltörésében?
John Prisco, a Quantum Xchange elnök-vezérigazgatója: Mivel a kvantumszámítógép nem használ egy vagy nulla biteket. Valójában fotonokat használnak, amelyek egyszerre lehetnek egyesek és nullák. Ez csak egy masszívan párhuzamos feldolgozási képesség, amit egy ma használt elsődleges számítógép nem tud, mert a bitek csak egyeses vagy nulla állapotban létezhetnek.
„Az igazi cél egy kvantumprime számítógép. És ez az, amiben 10 másodperc alatt feltörheti a kulcsot.”
Tehát tudja, hogy mindig hallani a megjegyzést arról, hogy „Milyen gyorsan képes a számítógép elolvasni az összes könyvet és a Kongresszusi Könyvtárban található cuccok.” Nos, erről beszélnek az egyes könyvek elolvasása szempontjából sorozatosan. A kvantumszámítógép a Kongresszusi Könyvtárban található könyveket az lenne, ha egyszerre olvasná az összeset.
A legújabb RSA 2048 rejtjellel, hagyományos számítógépeket használva, egymilliárd évbe telne, hogy brutális erővel feltörjék ezt a kulcsot. Egy kvantumszámítógép körülbelül 10 másodperc alatt meg tudná csinálni.
Mit gondol, mikor válnak a kvantumszámítógépek elég kifinomulttá ahhoz, hogy valódi veszélyt jelentsenek a titkosításra?
Van egy kvantumfölénynek nevezett fogalom. Ez nem túl érdekes, bár annak hangzik. Ez azt jelenti, amikor egy kvantumszámítógép erősebb, mint bármely hagyományos elektronikus számítógép. A Google úgy gondolta, hogy tavaly év végére lesz egy kvantumfölényes számítógépük.
Azt mondják, hogy ez év végére lesz egy kvantumfölényes számítógépük. Tehát, amikor arról beszélek, hogy az RSA 2048 feltörése egymilliárd milliárd évig tart, egy kvantumfölényes számítógép ezt lerövidítheti 900 millió milliárd évre. Ez nem olyan nagy előrelépés.
Az igazi cél egy kvantumprimer számítógép. És ez az, amelyben 10 másodperc alatt feltörheti a kulcsot. Ebből a szempontból körülbelül 5-10 éves eseménynek tekinthető.
De mindig gyorsan kijelentem, hogy szinte mindegy, mennyi ideig tart, amíg eljutunk odáig. Az aljas színészek folyamatosan adatokat gyűjtenek, és mindig meg is teszik, mert túl könnyű megtenni. Adatokat gyűjtenek a kormány Személyzeti Menedzsment Hivatalától, vagy a Lockheed Martin F-35-ös terveit. És addig ülnek rajta, amíg nem lesz egy kvantumszámítógépük, amely el tudja törni a kulcsot és kinyitni az adatokat.
"… Most már biztos lehet benne, hogy senki sem tudja feloldani az adatait, és elolvasni az adatfájlt."
Tegyük fel, hogy Ön egy svájci bank, és sok olyan ügyfele van, akik szívesebben tartják titokban személyazonosságát. Tehát ma tényleg szeretne kvantumkulcsokkal titkosítani, nem pedig kitenni magát az adataik gyűjtésének, és attól tartani, hogy valakinek lesz egy kvantumszámítógépe, amely feltörheti.
A Quantum Xchange a kvantumkulcsok használatára épül. El tudnád magyarázni, hogyan működnek, és ez megnehezíti a feltörésüket?
A kvantumkulcs abban különbözik az RSA-kulcstól, hogy fotonokból áll. Amikor továbbítja a kulcsot A pontból B pontba, a kulcs végigmegy, és minden általunk továbbított foton eggyel vagy nullával kódolható.
Ha valaki megpróbálta lehallgatni a kulcsot, az a Heisenberg-féle bizonytalansági elv miatt derül ki, hogy ha valaki megpróbálja lehallgatni egy optikai részecskén, például egy protonon, a kvantumállapot megváltozik, és ezért a kulcs többé nem jelenti azt a kulcsot, amely feloldja az adatok zárolását.
Mivel Ön a fizika törvényére támaszkodik, amely ugyanolyan megváltoztathatatlan, mint a gravitáció, most biztos lehet benne, hogy senki sem tudja feloldani az Ön adatait és elolvasni az adatfájlt. A kulcs nem élheti túl, ha valaki megérinti.
A „megbízható csomópont” rendszere azt állítja, hogy kvantumkulcsokkal oldja meg a tartományproblémákat. Miért van probléma a távolsággal, és hogyan oldotta meg?
A kvantumkulcs-elosztás egyik hiányossága, hogy a legjobb, amit tehetsz, körülbelül 100 kilométer továbbítása a kulcsnak. Valószínűleg ez az, ami késleltette a Quantum Key Distribution bevezetését az Egyesült Államokban.
"Ahhoz, hogy valaki feltörjön egy kvantumkulcsot, rendkívüli körülményekre van szükség."
Amit tettünk, az az, hogy együttműködtünk a Battelle Memorial Laboratories-szal, és kidolgoztunk egy módszert a kvantumkulcs által megtett távolság meghosszabbítására. Most korlátlan távolságot tud utazni.
Kidolgoztunk egy módszert egy kvantumkulcs kódolására egy másik kvantumketrecben, és ez lehetővé teszi számunkra, hogy folyamatosan több száz kilométert továbbít egyszerre, és ez nem sérti a bizonytalanságot elv.
Ennek a korlátnak a túllépése kulcsfontosságú volt ahhoz, hogy ez életképes legyen. Ez egy nagy áttörés, és lehetővé teszi ezt a technológiát.
Észrevettem, hogy a Quantum Xchange azt állítja, hogy úttörő a „feltörhetetlen titkosítás”. Mennyire kell ezt szó szerint venni? Valóban feltörhetetlen ez most és a jövőben?
Amikor ilyen merész állítást teszel, mindig vannak olyan emberek, akik kihívás elé állítanak téged, és a kriptográfusok, mint mérnökök vagy tudósok, nagyon jól vitatják ezt a megjegyzést.
„Ez nem a technológia egyik napról a másikra jött létre. Tíz éve működik Genfben…”
Azonban kiderül, hogy mivel a fizika törvényére támaszkodunk, valószínűleg megtörhetetlen. Van-e nullától eltérő valószínűsége annak, hogy valaki meg tudja törni? Igen. De nagyon valószínűtlennek tartjuk. Szó szerint, ahhoz, hogy valaki feltörjön egy kvantumkulcsot, rendkívüli körülményekre van szükség.
Tegyük fel, hogy kiküldök egy millió fotont, és végül 100 000-et elfogadsz belőlük teljesen sértetlennek. Ha egy aljas színész lennél, aki megpróbálja elkapni a kvantumkulcsomat, akkor 900 000-szer kellene helyesen kitalálnia, hogy a foton egy vagy nulla.
Most matematikailag ez megvalósítható. De az én világomban és a gyakorlati világban ez lehetetlen.
A Quantum Xchange megoldása csak a kvantumszámítógépek fenyegetésének elrettentésére összpontosít, vagy sokféle forgatókönyvre használható?
Az általános felhasználási eset minden kritikus információ védelme. Ma Genfben, a választások kormányzati vezetése használja a közvélemény-kutatási adatok kvantumkulcs-védelemmel történő továbbítására. Abszolút arra irányul, hogy megakadályozza a hackerek adatlopását. Ha a kvantumszámítógépek a sértés, akkor a kvantumtitkosítás a védekezés.
Ez nem olyan technológia, amely egyik napról a másikra jött létre. Tíz éve működik Genfben, öt éve Battelle laborjaiban. Most telepítjük New Yorkban. Ez egy olyan berendezés, amely ma is működik, és ma is életképes.
Szerkesztői ajánlások
- A tudósok áttörést értek el a kvantumszámítás terén
- Az IBM új, 127 qubites processzora jelentős áttörést jelent a kvantumszámítás területén
- Az IBM a legnagyobb kvantumszámítógépet építi – és egy óriási hűtőszekrényt, amelybe behelyezhető
- A Honeywell ugrást tesz a termosztátoktól a kvantumszámítógépek felé
- Az Intel egy kriogén vezérlőchipet fejleszt, amely várhatóan korszerűsíti a kvantumszámítástechnikát
