(în) Securizat este o rubrică săptămânală care analizează subiectul în creștere rapidă a securității cibernetice.
Descoperirile recente au schimbat problema sosirii calculului cuantic de la „dacă” la „când”. Ei vor putea îndeplini anumite sarcini într-un ritm de sute sau de mii de ori mai bune decât computerele clasice, care, la rândul lor, ne vor permite să găsim soluții la întrebări care nu pot fi rezolvate cu ajutorul modernului metode.
Criptarea modernă este una dintre aceste întrebări. În prezent, protejată de numere prime pe care computerele clasice nu le pot rezolva înainte de moartea termică a universului, criptarea ar putea fi distrusă larg de puterea cuantică.
Legate de
- În interiorul laboratorului din Marea Britanie care conectează creierul la computerele cuantice
- Cercetătorii creează „piesa de puzzle lipsă” în dezvoltarea calculului cuantic
- Faceți cunoștință cu Silq: primul limbaj de programare intuitiv pentru computere cuantice
Din fericire, este o sabie cu două tăișuri. Fizica cuantică poate fi folosită și pentru a îmbunătăți criptarea, protejând datele atât împotriva amenințărilor actuale, cât și a celor viitoare. Pentru a afla cum funcționează și dacă este practic astăzi, am vorbit cu John Prisco, CEO și Președinte al
Quantum Xchange, prima rețea cuantică de fibră disponibilă în Statele Unite.Digital Trends: Ce face ca computerele cuantice să fie bune la spargerea criptării convenționale?
John Prisco, Președinte și CEO al Quantum Xchange: Pentru că computerul cuantic nu folosește biți care sunt fie unul, fie zero. De fapt, ei folosesc fotoni care pot fi simultan unu și zero. Este doar o capacitate de procesare masivă paralelă pe care un computer principal pe care îl folosim astăzi nu o poate face, deoarece biții pot exista doar într-o stare unu sau zero.
„Scopul real este un computer cuantic prime. Și acesta este unul în care ai putea sparge cheia în 10 secunde.”
Deci, știi că auzi mereu comentariul despre „Cât de repede ar putea citi computerul toate cărțile și lucrurile din Biblioteca Congresului.” Ei bine, despre asta se vorbește în ceea ce privește citirea fiecărei cărți în serie. Modul în care un computer cuantic ar citi cărțile din Biblioteca Congresului ar fi să le citească pe toate simultan.
Cu cel mai recent cod RSA 2048, folosind computere convenționale, ar fi nevoie de un miliard de miliarde de ani pentru a sparge forța brută acea cheie. Un computer cuantic ar putea face asta în aproximativ 10 secunde.
Când credeți că calculatoarele cuantice vor deveni suficient de sofisticate pentru a fi o amenințare reală la adresa criptării?
Există un concept numit supremație cuantică. Nu este foarte interesant, deși pare că este. Înseamnă când un computer cuantic este mai puternic decât orice computer electronic convențional. Google a crezut că vor avea un computer cu supremație cuantică până la sfârșitul anului trecut.
Ei spun că vor avea acum un computer cu supremație cuantică până la sfârșitul acestui an. Deci, când vorbesc despre spargerea RSA 2048 care durează un miliard de miliarde de ani, un computer cu supremație cuantică ar putea scurta acest lucru la 900 de milioane de miliarde de ani. Nu este un avans atât de mare.
Scopul real este un computer cuantic prime. Și acesta este unul în care ai putea sparge cheia în 10 secunde. În ceea ce privește acest lucru, este considerat a fi un eveniment de aproximativ 5 până la 10 ani.
Dar mă grăbesc întotdeauna să spun că este aproape irelevant cât de mult va dura să ajungi acolo. Actorii nefericiți culeg date tot timpul și o vor face întotdeauna, pentru că este prea ușor de făcut. Ei vor colecta date de la Biroul de Management al Personalului guvernului sau planurile F-35 de la Lockheed Martin. Și vor sta pe el până vor avea un computer cuantic care poate sparge cheia și deschide datele.
„... Acum aveți asigurarea că nimeni nu vă poate debloca datele și nu vă poate citi fișierul de date.”
Să presupunem că sunteți o bancă elvețiană și aveți o mulțime de clienți care preferă să-și păstreze identitatea privată. Așadar, ați dori cu adevărat să criptați folosind chei cuantice astăzi și să nu vă expuneți la recoltarea datelor lor și să vă faceți griji că cineva va avea un computer cuantic care îl poate sparge.
Quantum Xchange este construit în jurul utilizării cheilor cuantice. Poți explica cum funcționează și asta le face mai greu de spart?
O cheie cuantică este diferită de o cheie RSA prin faptul că este compusă din fotoni. Când transmiteți cheia de la punctul A la punctul B, cheia merge de-a lungul și fiecare foton pe care îl trimitem poate fi codificat cu unu sau zero.
Dacă cineva a încercat să asculte acea cheie, se dovedește că din cauza principiului incertitudinii Heisenberg, dacă cineva încearcă să asculte cu urechea pe o particulă optică precum un proton, starea cuantică se schimbă și, prin urmare, cheia nu mai reprezintă cheia care va debloca datele.
Deoarece te bazezi pe o lege a fizicii, care este la fel de imuabilă ca gravitația, acum ai siguranța că nimeni nu vă poate debloca datele și nu vă poate citi fișierul de date. Cheia nu poate supraviețui cuiva atingând-o.
Sistemul tău „nod de încredere” pretinde că rezolvă problemele de rază cu cheile cuantice. De ce există o problemă de gamă și cum ați rezolvat-o?
Unul dintre deficiențele distribuției cheii cuantice este că cel mai bun lucru pe care îl poți face este aproximativ 100 de kilometri transmițând cheia. Acesta este probabil ceea ce a întârziat introducerea Quantum Key Distribution în Statele Unite.
„Pentru ca cineva să spargă o cheie cuantică, este nevoie de circumstanțe extraordinare.”
Ceea ce am făcut este că am lucrat cu Battelle Memorial Laboratories și am găsit o modalitate de a extinde distanța pe care o poate parcurge o cheie cuantică. Acum poate parcurge o distanță nelimitată.
Am venit cu o modalitate de a codifica o cheie cuantică într-o altă cușcă cuantică și asta ne permite să continuați să transmiteți mai multe sute de kilometri simultan și nu încalcă incertitudinea principiu.
A fi capabil să depășească această limitare a fost esențial pentru a face acest lucru viabil. Este o mare descoperire și este un factor favorizant pentru această tehnologie.
Am observat că Quantum Xchange susține că este pionierat în „criptare de neîntrucat”. Cât de literal ar trebui să luăm asta? Este acest lucru cu adevărat indestructibil, acum și în viitor?
Când faci o afirmație îndrăzneață ca aceea, ai întotdeauna oameni care te vor provoca, iar criptografii, ca clasă de ingineri sau oameni de știință, sunt foarte buni să conteste acest comentariu.
„Aceasta nu este o tehnologie care a apărut peste noapte. Funcționează la Geneva de zece ani…”
Cu toate acestea, se dovedește că, pentru că ne bazăm pe o lege a fizicii, este probabil de neîncălcat. Acum, există o probabilitate diferită de zero ca cineva să o rupă? Da. Dar credem că este extrem de puțin probabil. Literal, pentru ca cineva să spargă o cheie cuantică, este nevoie de circumstanțe extraordinare.
Să presupunem că trimit un milion de fotoni și ajungi să accepți 100.000 dintre ei ca fiind complet nemodificați. Dacă ai fi un actor nefast care încearcă să-mi intercepteze cheia cuantică, ar trebui să ghicești corect de 900.000 de ori dacă fotonul a fost unul sau zero.
Acum, din punct de vedere matematic, este realizabil. Dar în lumea mea și în lumea practică, acest lucru este imposibil.
Soluția Quantum Xchange se concentrează doar pe descurajarea amenințării computerelor cuantice sau este ceva care poate fi folosit pentru multe scenarii?
Cazul de utilizare generic este de a proteja orice informație critică. Este folosit astăzi la Geneva, de către conducerea guvernamentală a alegerilor, pentru a transmite date de votare folosind protecția cu cheie cuantică. Este absolut orientat spre prevenirea hackerilor să fure date. Dacă computerele cuantice sunt infracțiunea, criptarea cuantică este apărarea.
Aceasta nu este o tehnologie care a apărut peste noapte. Funcționează la Geneva de zece ani, funcționează în laboratoarele Battelle de cinci ani. Îl implementăm acum în New York. Acesta este un echipament care funcționează astăzi și este viabil astăzi.
Recomandările editorilor
- Oamenii de știință tocmai au realizat o descoperire în calculul cuantic
- Noul procesor de 127 de qubiți al IBM este o descoperire majoră în calculul cuantic
- IBM construiește cel mai mare computer cuantic - și un frigider uriaș în care să-l introducă
- Honeywell face un salt de la termostate la computere cuantice
- Intel dezvoltă un cip de control criogenic care se presupune că va eficientiza calculul cuantic
