Kvantové výpočty, vaše soukromí a vy

Klíčové jídlo

• Nedávný pokrok v kvantové výpočetní technice znamená, že přichází den, kdy by mohla být odhalena vaše soukromá data.
• Vědci z Čínské univerzity vědy a technologie v Che-fej vyvinuli kvantový počítač, který je stokrát bilionkrát rychlejší než nejrychlejší superpočítače.
• Jedním krokem, který mohou uživatelé učinit, aby byli o něco bezpečnější před kvantovými dělníky kódů, je implementace nového druhu šifrování do jejich prohlížečů.

Představte si, že každý e-mail, bankovní transakce, text nebo příspěvek na sociálních médiích, který jste dokončili, lze prohledávat online v prostém nezašifrovaném textu. Znamenalo by to mít do našich životů bezprecedentní okno s důsledky, které si lze jen těžko představit. Odborníci tvrdí, že tato vize není dystopická noční můra, ale rychle se blížící realita díky nedávným pokrokům v kvantové práci na počítači. Počítače, které k provádění výpočtu používají kvantové jevy, jako je superpozice a zapletení, jsou již dlouho uváděny jako vzdálený slib a boogeyman. Pravda je jemnější, ale o nic méně děsivá pro ty, kdo si cení svého soukromí. „Povaha kvantových výpočtů umožňuje v praxi řešit určité problémy, jejichž vyřešení by klasickému počítači trvalo mnohem déle,“ uvedl v e-mailovém rozhovoru Chuck Easttom, mimořádný lektor na Georgetownské univerzitě, který studuje kryptografii a kvantové výpočty. . „A stává se, že tyto matematické problémy, v nichž jsou kvantové počítače dobré, jsou také matematické problémy, které tvoří základ pro bezpečnost RSA, Diffie-Hellman, eliptické křivky a souvisejících algoritmů.“ „Mnoho kryptografických vědců, včetně mě, pracuje na analýze algoritmů, aby určili, jaké budou nejlepší kvantově rezistentní algoritmy.“

Šifrování je všude

Při ochraně zařízení a citlivých dat se spoléháme na šifrování. Jedním z hlavních důvodů je, jak dlouho trvá přerušení šifrování pomocí současného hardwaru. „I když je to možné teoreticky prolomit, je to v praxi velmi obtížné, protože by to u standardního počítače trvalo neuvěřitelně dlouho – přemýšlejte o časových řadách bilionů nebo dokonce kvadrillionů let,“ řekl Rodney Joffe, senior viceprezident a technologický pracovník společnost Neustar, uvedla v e-mailovém rozhovoru. Ale kvantové počítače fungují jinak než systémy, na které jsme zvyklí, a jsou výkonnější a efektivnější. Kvantové počítače umožňují jinou třídu algoritmů, které klasické počítače nemohou provádět.

„Protože využíváme sílu přírodního počítače – výpočet kvantové úrovně -, můžeme v matematické skládačce najít vzory, které nabídnou několik možných řešení této obtížné matematické skládačky,“ uvedl Terrill Frantz, profesor na Harrisburg University of Science and Technology, studuje kybernetickou bezpečnost, uvedl v e-mailovém rozhovoru. „Příroda dokáže vypočítat nekonečné množství proměnných současně – například jak příroda rozhoduje, kterým směrem fouká vítr, nebo teplo pohybující se v kapalině.“

Již brzy, než si myslíte

Den, kdy lze porušit standardní bezpečnostní algoritmy, je podle Paula Lipmana, generálního ředitele firmy Kybernetická bezpečnost BullGuard, blíže, než si mnozí lidé myslí. „V praxi by kvantový počítač vyžadoval řádově milion qubitů, aby zlomil RSA,“ řekl Lipman. „Největší kvantový počítač má v současné době méně než 100 qubitů. Aktuální plány od společností IonQ a IBM naznačují, že do konce tohoto desetiletí dosáhneme milionové hranice.“ Některé země již uvažují dopředu tím, že nasáknou spoustu dat chráněných hesly, která nyní nelze prolomit, ale budou, až se vysokovýkonné kvantové počítače připojí k internetu, řekl Frantz. „Hrozba je teď tady,“ dodal. „Když kvantové počítače mohou prolomit naše šifrování, lze číst všechna shromážděná data z minulosti.“

Kvantové počítače se zrychlují rychlým tempem. Vědci z Čínské univerzity vědy a technologie v Hefei nedávno oznámili, že vyvinuli kvantový počítač, který je schopen stokrát biliónkrát rychleji než nejrychlejší superpočítače na světě. Tato zpráva sleduje řadu milníků nedávných milníků v oblasti kvantového výpočtu od společností jako Google, IBM a Microsoft a vládních snah v USA, Číně a dalších zemích. „Tento vývoj vedl k mnoha otázkám, co přesně znamená síla kvantového výpočtu pro budoucnost kybernetické bezpečnosti,“ řekla Joffe. „Odpověď na tyto pokroky by měla být nejvyšší prioritou bezpečnostního průmyslu. To v konečném důsledku zahrnuje začátek položit základy pro přestavbu algoritmů, strategií a systémů, které tvoří náš současný přístup v oblasti kybernetické bezpečnosti.“

Obrana proti našim kvantovým vládcům

I když praktické kvantové výpočty tu nejsou, vědci chtějí být připraveni. Nedávný výzkum Neustar International Security Council (NISC) zjistil, že téměř čtvrtina bezpečnostních profesionálů experimentuje s kvantovým výpočtem a vyvíjí strategie v reakci na obavy, že kvantový pokrok předběhne vývoj dalších bezpečnostních technologií. Kvůli tomu, jak rychle dokáže vypočítat data, existuje potenciál pro kvantové výpočty, které mohou být použity ke škodě, než jen ke čtení e-mailů. „Kvantové počítače budou mít schopnost vypočítat za 3 minuty to, čeho by za normálních okolností dosáhly superpočítače 10 000 let,“ řekl Jofee. „Potenciál radikálně zkrátit tento časový rámec by mohl v rukou zlomyslného herce umožnit kybernetické útoky na rozdíl od všeho, co bylo dříve vidět.“ „Hrozba je tady teď. Když kvantové počítače dokážou prolomit naše šifrování, lze číst všechna shromážděná data z minulosti.“ Špatnou zprávou je, že průměrný uživatel nemůže udělat moc pro ochranu svých dat před kvantovými počítači, říkají odborníci. Národní institut standardů (NIST) však od roku 2017 pracuje na vývoji standardu kryptografie odolného vůči kvantům, poznamenal Easttom. „Mnoho kryptografických vědců, včetně mě, pracuje na analýze algoritmů, aby určili, jaké budou nejlepší kvantově rezistentní algoritmy,“ dodal. Jedním krokem, který mohou uživatelé učinit, aby se stali o něco bezpečnějšími od kvantových narušitelů kódu, je implementace nového šifrování TLS 1.3 do jejich prohlížečů, uvedl Frantz. „To pomůže, ale nebude to dokonalé,“ dodal. „Druhou možností, která je nyní komerčně dostupná, je začít v našich aplikacích pro přenos dat používat generátory kvantových náhodných čísel a distribuci kvantových klíčů.“

Šťavnatým cílem hackerů s budoucím přístupem ke kvantovým počítačům by byla kryptoměna, která se při zachování bezpečí a soukromí spoléhá na kryptografii. Jedna společnost, RAIDAtech, pracuje na technologiích pro transport a ukládání dat kvantově bezpečných. „Dosáhli jsme kvantově bezpečného úložiště skartací dat, takže pouze 1/25 z nich je na daném cloudu,“ uvedl v e-mailovém rozhovoru Sean Worthington, prezident společnosti CloudCoin Consortium pro kryptoměny. „Servery jsou umístěny ve 20 různých jurisdikcích, jako je Argentina, USA, Švýcarsko a Rusko, abychom jmenovali alespoň některé. Nelze dešifrovat něco, co je na kusy.“ Je dobré vědět, kdy se kvantové výpočty plně projeví, že naše kryptoměna může být bezpečná, i když naše e-maily nebudou. Může být vhodná doba investovat nebo se zbavit kryptoměny, nebo si začít dávat větší pozor na to, co píšete do svých online zpráv.