Квантови изчисления, вашата поверителност и вие

Представете си, че всеки имейл, банкова транзакция, текст или публикация в социалните медии, която сте завършили, може да се търси онлайн в обикновен, нешифрован текст. Това би означавало да имаме безпрецедентен прозорец в живота ни с последици, които е трудно да си представим.

Експертите казват, че тази визия не е антиутопичен кошмар, а бързо приближаваща се реалност поради скорошния напредък в квантовите изчисления. Компютрите, които използват квантови явления като суперпозиция и заплитане за извършване на изчисления, отдавна се рекламират като далечно обещание и като буги. Истината е по-нюансирана, но не по-малко плашеща за тези, които ценят личното си пространство.

"Природата на квантовите изчисления му позволява да решава определени проблеми в практическо време, които на класическия компютър би отнело много повече време за решаване", Чък Истъм, допълнителен преподавател в университета Джорджтаун, който изучава криптография и квантови изчисления, каза в интервю по имейл.

„И просто се случва, че тези математически проблеми, в които квантовите компютри са добри, също се оказват математически проблеми, които формират основата за сигурността на RSA, Diffie-Hellman, Елиптична крива и свързаните алгоритми."

Шифроването е навсякъде

Ние разчитаме на криптиране за защита на устройства и чувствителни данни. Една от основните причини е колко време отнема да се разбие криптирането с помощта на текущия хардуер.

„Въпреки че е възможно да се пробие на теория, това е много трудно на практика, защото това би отнело невероятно много време с стандартен компютър – помислете за времеви мащаби от трилиони или дори квадрилиони години“, Родни Йофе, старши вицепрезидент и сътрудник в технологична компания Neustar, каза в интервю по имейл.

Но квантовите компютри работят по различен начин от системите, с които сме свикнали, и са по-мощни и ефективни. Квантовите компютри позволяват различен клас алгоритми, които са невъзможни за изпълнение на класическите компютри.

"Тъй като използваме силата на компютъра на природата - изчисление на квантово ниво - можем да намерим модели в математическия пъзел, който ще предложи няколко възможни решения на този труден математически пъзел", Терил Франц, професор в Харисбъргския университет за наука и технологии, който изучава киберсигурност, каза в интервю по имейл. "Природата може да изчисли безкрайно количество променливи едновременно - например как природата решава по кой начин духа вятърът или топлината, която се движи в течност."

Идва по-рано, отколкото си мислите

Денят, в който стандартните алгоритми за сигурност могат да бъдат разбити, е по-близо, отколкото много хора си мислят, според Пол Липман, главен изпълнителен директор на фирма за киберсигурност BullGuard.

„На практика квантов компютър ще изисква от порядъка на милион кубита, за да разбие RSA“, каза Липман. „Най-големият квантов компютър в момента е по-малко от 100 кубита. Настоящите пътни карти от като IonQ и IBM предполагат, че ще достигнем марката за милиони до края на това десетилетие."

Някои страни вече мислят напред, като поглъщат много данни, защитени от пароли, които сега не могат да бъдат разбити, но ще бъдат, когато мощните квантови компютри се появят онлайн, каза Франц. „Заплахата е тук сега“, добави той. "Когато квантовите компютри могат да разбият нашето криптиране, тогава всички събрани данни от миналото могат да бъдат прочетени."

Квантовите компютри стават все по-бързи с бързи темпове. Изследователи от Китайския университет за наука и технологии в Хефей наскоро обяви те са разработили квантов компютър, способен да работи 100 трилиона пъти по-бързо от най-бързите суперкомпютри в света. Новините следват поредица от скорошни етапи в квантовите изчисления от компании като Google, IBM и Microsoft, както и усилията на правителството в САЩ, Китай и други страни.

„Тези развития доведоха до мнозина да се запитат какво точно означава силата на квантовите изчисления за бъдещето на киберсигурността“, каза Йофе. „Отговорът на този напредък трябва да бъде основен приоритет за индустрията за сигурност. Това в крайна сметка включва започване на полагане на основите за възстановяване на алгоритмите, стратегиите и системите, които формират настоящия ни подход за киберсигурност."

Защита срещу нашите квантови господари

Дори ако практическите квантови изчисления не са съвсем тук, изследователите искат да бъдат готови. Последните изследвания на Международния съвет за сигурност на Neustar (NISC) установиха, че почти една четвърт от специалистите по сигурността експериментират с квантово изчисление и разработване на стратегии в отговор на опасенията, че квантовият напредък ще изпревари развитието на друга сигурност технологии.

Съществува и потенциал квантовите изчисления да се използват за пакости отвъд простото четене на имейли, поради това колко бързо може да изчислява данни. „Квантовите компютри ще имат способността да изчислят за 3 минути това, което обикновено на суперкомпютрите ще отнеме 10 000 години, за да постигнат“, каза Джофи. „Потенциалът за радикално съкращаване на този срок би могъл, в ръцете на злонамерен актьор, да даде възможност за кибератаки, за разлика от всичко, което досега е виждано.

Лошата новина е, че обикновеният потребител не може да направи много, за да защити данните си от квантовите компютри, казват експерти. Въпреки това Националният институт по стандарти (NIST) работи по разработването на квантово-устойчив криптографски стандарт от 2017 г., отбеляза Easttom.

„Също така, много изследователи на криптография, включително и аз, работят върху анализиране на алгоритми, за да определят кои ще бъдат най-добрите квантово устойчиви алгоритми“, добави той.

Една стъпка, която потребителите могат да предприемат, за да станат малко по-безопасни от квантовите разбивачи на кодове сега, е да внедрят новото TLS 1.3 криптиране в техните браузъри, каза Франц.

„Това ще помогне, но няма да бъде перфектно“, добави той. „Втора опция, която вече е налична в търговската мрежа, е да започнем да използваме генератори на квантови произволни числа и Quantum Key Distribution в нашите приложения за транспортиране на данни.“

Сочна цел за хакери с бъдещ достъп до квантовите компютри би била криптовалутата, която разчита на криптография, за да я запази безопасна и поверителна. една компания, RAIDAtech, работи върху технологии за транспортиране и съхранение на квантово безопасни данни.

„Постигнахме квантово безопасно съхранение чрез раздробяване на данните, така че само 1/25 от тях да е във всеки даден облак“, Шон Уортингтън, президент на криптовалутна компания CloudCoin Consortium, твърди в интервю по имейл. „Сървърите се намират в 20 различни юрисдикции като Аржентина, САЩ, Швейцария и Русия, само за да назовем няколко. Не можете да дешифрирате нещо, което е на парчета."

Добре е да знаем, когато квантовите изчисления се появят напълно, че нашата криптовалута може да е безопасна, дори ако имейлите ни няма да бъдат. Може да е подходящ момент да инвестирате или да продадете криптовалута или да започнете да внимавате по-внимателно какво пишете в онлайн съобщенията си.