Βασικά Takeaways
- Οι πρόσφατες εξελίξεις στον κβαντικό υπολογισμό σημαίνουν ότι πλησιάζει η μέρα που θα μπορούσαν να αποκαλυφθούν τα προσωπικά σας δεδομένα.
- Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας στο Χεφέι ανέπτυξαν έναν κβαντικό υπολογιστή που είναι 100 τρισεκατομμύρια φορές ταχύτερος από τους ταχύτερους υπερυπολογιστές.
- Ένα βήμα που μπορούν να κάνουν οι χρήστες για να γίνουν λίγο πιο ασφαλείς από τους κβαντικούς κωδικοποιητές είναι να εφαρμόσουν ένα νέο είδος κρυπτογράφησης στα προγράμματα περιήγησής τους.
Φανταστείτε ότι κάθε email, τραπεζική συναλλαγή, κείμενο ή ανάρτηση στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης που έχετε ολοκληρώσει μπορεί να αναζητηθεί στο διαδίκτυο σε απλό, μη κρυπτογραφημένο κείμενο. Θα σήμαινε ότι έχουμε ένα άνευ προηγουμένου παράθυρο στη ζωή μας με προεκτάσεις που είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς.
Οι ειδικοί λένε ότι αυτό το όραμα δεν είναι ένας δυστοπικός εφιάλτης, αλλά μια πραγματικότητα που προσεγγίζει γρήγορα λόγω των πρόσφατων προόδων στον κβαντικό υπολογισμό. Οι υπολογιστές που χρησιμοποιούν κβαντικά φαινόμενα όπως η υπέρθεση και η εμπλοκή για να εκτελέσουν υπολογισμούς έχουν από καιρό διαφημιστεί ως μακρινή υπόσχεση και ως μπούκλας. Η αλήθεια είναι πιο λεπτή, αλλά όχι λιγότερο τρομακτική για όσους εκτιμούν την ιδιωτικότητά τους.
"Η φύση του κβαντικού υπολογισμού του επιτρέπει να λύνει ορισμένα προβλήματα σε πρακτικό χρόνο, τα οποία ένας κλασικός υπολογιστής θα χρειαζόταν πολύ περισσότερο χρόνο για να λύσει", ο Chuck Easttom, επίκουρος λέκτορας στο Πανεπιστήμιο Georgetown, που μελετά την κρυπτογραφία και τους κβαντικούς υπολογιστές, είπε σε μια συνέντευξη μέσω email.
"Και τυχαίνει αυτά τα μαθηματικά προβλήματα στα οποία είναι καλοί οι κβαντικοί υπολογιστές, να είναι επίσης τα μαθηματικά προβλήματα που αποτελούν τη βάση για την ασφάλεια των RSA, Diffie-Hellman, Elliptic Curve και σχετικών αλγορίθμων."
Πολλοί ερευνητές κρυπτογραφίας, συμπεριλαμβανομένου και εμένα, εργάζονται για την ανάλυση αλγορίθμων για να προσδιορίσουν ποιοι θα είναι οι καλύτεροι κβαντικοί ανθεκτικοί αλγόριθμοι.
Η κρυπτογράφηση είναι παντού
Βασιζόμαστε στην κρυπτογράφηση για την προστασία συσκευών και ευαίσθητων δεδομένων. Ένας σημαντικός λόγος είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να σπάσει η κρυπτογράφηση χρησιμοποιώντας το τρέχον υλικό.
"Παρόλο που είναι δυνατό να σπάσει κανείς στη θεωρία, είναι πολύ δύσκολο στην πράξη γιατί για να γίνει αυτό θα χρειαζόταν απίστευτα πολύς χρόνος με μια τυπική υπολογιστική χρονοδιάγραμμα τρισεκατομμυρίων ή ακόμα και τετράδισεκατομμυων ετών", ο Rodney Joffe, ανώτερος αντιπρόεδρος πρόεδρος και συνεργάτης της εταιρείας τεχνολογίας Neustar, είπε σε μια συνέντευξη μέσω email.
Αλλά οι κβαντικοί υπολογιστές λειτουργούν διαφορετικά από τα συστήματα που έχουμε συνηθίσει και είναι πιο ισχυροί και αποτελεσματικοί. Οι κβαντικοί υπολογιστές επιτρέπουν μια διαφορετική κατηγορία αλγορίθμων που είναι αδύνατο να εκτελέσουν οι κλασικοί υπολογιστές.
"Επειδή χρησιμοποιούμε τη δύναμη του υπολογισμού κβαντικού επιπέδου του υπολογιστή της φύσης-μπορούμε να βρούμε μοτίβα στο μαθηματικό παζλ που θα προσφέρουν μερικές πιθανές λύσεις σε αυτό το δύσκολο μαθηματικό παζλ," Terrill Frantz, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Harrisburg of Η Επιστήμη και η Τεχνολογία, που μελετά την κυβερνοασφάλεια, είπε σε μια συνέντευξη μέσω email."Η φύση μπορεί να υπολογίσει μια ατελείωτη ποσότητα μεταβλητών ταυτόχρονα - για παράδειγμα πώς η φύση αποφασίζει με ποιον τρόπο φυσά ο άνεμος ή η θερμότητα που κινείται γύρω στο υγρό."
Έρχεται πιο σύντομα από όσο νομίζετε
Η ημέρα κατά την οποία οι τυπικοί αλγόριθμοι ασφαλείας μπορούν να σπάσουν είναι πιο κοντά από όσο πιστεύουν πολλοί άνθρωποι, σύμφωνα με τον Paul Lipman, Διευθύνοντα Σύμβουλο της εταιρείας κυβερνοασφάλειας BullGuard.
"Στην πράξη, ένας κβαντικός υπολογιστής θα απαιτούσε της τάξης ενός εκατομμυρίου qubits για να σπάσει το RSA", είπε ο Lipman. "Ο μεγαλύτερος κβαντικός υπολογιστής έχει αυτήν τη στιγμή λιγότερο από 100 qubits. Οι τρέχοντες οδικοί χάρτες όπως το IonQ και η IBM υποδηλώνουν ότι θα φτάσουμε το εκατομμύριο μέχρι το τέλος αυτής της δεκαετίας."
Ορισμένες χώρες σκέφτονται ήδη το μέλλον απορροφώντας πολλά δεδομένα που προστατεύονται από κωδικούς πρόσβασης που δεν μπορούν τώρα να παραβιαστούν, αλλά θα γίνουν όταν οι κβαντικοί υπολογιστές υψηλής ισχύος συνδεθούν, είπε ο Frantz. «Η απειλή είναι εδώ τώρα», πρόσθεσε. «Όταν οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να σπάσουν την κρυπτογράφηση μας, τότε όλα τα δεδομένα που συλλέγονται από το παρελθόν μπορούν να διαβαστούν."
Οι κβαντικοί υπολογιστές γίνονται πιο γρήγοροι με γρήγορους ρυθμούς. Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας στο Χεφέι ανακοίνωσαν πρόσφατα ότι ανέπτυξαν έναν κβαντικό υπολογιστή ικανό να αποδίδει 100 τρισεκατομμύρια φορές ταχύτερα από τους ταχύτερους υπερυπολογιστές του κόσμου. Τα νέα ακολουθούν μια σειρά από πρόσφατα ορόσημα στον κβαντικό υπολογισμό από εταιρείες όπως η Google, η IBM και η Microsoft, καθώς και κυβερνητικές προσπάθειες στις ΗΠΑ, την Κίνα και άλλες χώρες.
"Αυτές οι εξελίξεις οδήγησαν πολλούς να αναρωτηθούν τι ακριβώς σημαίνει η δύναμη των κβαντικών υπολογιστών για το μέλλον της κυβερνοασφάλειας", είπε ο Joffe. "Η ανταπόκριση σε αυτές τις προόδους θα πρέπει να αποτελεί κορυφαία προτεραιότητα για τον κλάδο της ασφάλειας. Αυτό συνεπάγεται, τελικά, την έναρξη της δημιουργίας των θεμελίων για την ανοικοδόμηση των αλγορίθμων, των στρατηγικών και των συστημάτων που αποτελούν την τρέχουσα προσέγγισή μας στον τομέα της κυβερνοασφάλειας."
Άμυνα ενάντια στους κβαντικούς άρχοντές μας
Ακόμη κι αν ο πρακτικός κβαντικός υπολογισμός δεν είναι ήδη εδώ, οι ερευνητές θέλουν να είναι έτοιμοι. Πρόσφατη έρευνα από το Διεθνές Συμβούλιο Ασφαλείας Neustar (NISC) διαπίστωσε ότι σχεδόν το ένα τέταρτο των επαγγελματιών ασφάλειας πειραματίζεται με κβαντικούς υπολογιστές και αναπτύσσει στρατηγικές ως απάντηση στις ανησυχίες ότι η κβαντική πρόοδος θα ξεπεράσει την ανάπτυξη άλλων τεχνολογιών ασφαλείας.
Υπάρχει επίσης η δυνατότητα ο κβαντικός υπολογισμός να χρησιμοποιηθεί για κακοτοπιές πέρα από την απλή ανάγνωση μηνυμάτων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, λόγω του πόσο γρήγορα μπορεί να υπολογίσει δεδομένα. «Οι κβαντικοί υπολογιστές θα έχουν τη δυνατότητα να υπολογίσουν σε 3 λεπτά αυτό που κανονικά θα χρειαζόταν στους υπερυπολογιστές 10.000 χρόνια για να επιτευχθεί», είπε ο Jofee. "Η δυνατότητα να μειωθεί ριζικά αυτό το χρονοδιάγραμμα θα μπορούσε, στα χέρια ενός κακόβουλου παράγοντα, να επιτρέψει κυβερνοεπιθέσεις σε αντίθεση με οτιδήποτε άλλο προηγουμένως έχει δει."
Η απειλή είναι εδώ τώρα. Όταν οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να σπάσουν την κρυπτογράφηση μας, τότε όλα τα δεδομένα που συλλέγονται από το παρελθόν μπορούν να διαβαστούν.
Τα κακά νέα είναι ότι ο μέσος χρήστης δεν μπορεί να κάνει πολλά για να προστατεύσει τα δεδομένα του από κβαντικούς υπολογιστές, λένε οι ειδικοί. Ωστόσο, το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων (NIST) εργάζεται για την ανάπτυξη ενός κβαντικού-ανθεκτικού προτύπου κρυπτογραφίας από το 2017, σημείωσε ο Easttom.
"Επίσης, πολλοί ερευνητές κρυπτογραφίας, συμπεριλαμβανομένου και εμένα, εργάζονται για την ανάλυση αλγορίθμων για να προσδιορίσουν ποιοι θα είναι οι καλύτεροι κβαντικοί ανθεκτικοί αλγόριθμοι", πρόσθεσε.
Ένα βήμα που μπορούν να κάνουν οι χρήστες για να γίνουν λίγο πιο ασφαλείς από τους κβαντικούς κωδικοποιητές τώρα είναι να εφαρμόσουν τη νέα κρυπτογράφηση TLS 1.3 στα προγράμματα περιήγησής τους, είπε ο Frantz.
"Αυτό θα βοηθήσει, αλλά δεν θα είναι τέλειο", πρόσθεσε. "Μια δεύτερη επιλογή, η οποία είναι πλέον διαθέσιμη στο εμπόριο, είναι να αρχίσουμε να χρησιμοποιούμε γεννήτριες Κβαντικών Τυχαίων Αριθμών και Κβαντική Διανομή Κλειδιών στις εφαρμογές μας μεταφοράς δεδομένων."
Ένας ζουμερός στόχος για τους χάκερ με μελλοντική πρόσβαση σε κβαντικούς υπολογιστές θα ήταν τα κρυπτονομίσματα, τα οποία βασίζονται στην κρυπτογραφία για να τα διατηρήσουν ασφαλή και ιδιωτικά. Μια εταιρεία, η RAIDAtech, εργάζεται σε τεχνολογίες για τη μεταφορά και αποθήκευση δεδομένων με ασφάλεια.
"Έχουμε πετύχει κβαντικά ασφαλή αποθήκευση τεμαχίζοντας τα δεδομένα έτσι ώστε μόνο το 1/25 αυτών να βρίσκεται σε οποιοδήποτε δεδομένο σύννεφο", ισχυρίστηκε ο Sean Worthington, πρόεδρος της εταιρείας κρυπτονομισμάτων CloudCoin Consortium, σε μια συνέντευξη μέσω email."Οι διακομιστές βρίσκονται σε 20 διαφορετικές δικαιοδοσίες όπως η Αργεντινή, οι ΗΠΑ, η Ελβετία και η Ρωσία, για να αναφέρουμε μόνο μερικά. Δεν μπορείτε να αποκρυπτογραφήσετε κάτι που είναι σε κομμάτια."
Είναι καλό να γνωρίζουμε πότε αναδεικνύεται πλήρως ο κβαντικός υπολογισμός ότι το κρυπτονόμισμά μας μπορεί να είναι ασφαλές ακόμα κι αν τα email μας δεν είναι ασφαλή. Ίσως είναι μια καλή στιγμή να επενδύσετε ή να εκχωρήσετε σε κρυπτογράφηση ή να αρχίσετε να είστε πιο προσεκτικοί σχετικά με το τι γράφετε στα διαδικτυακά σας μηνύματα.
