คอมพิวเตอร์ควอนตัม ความเป็นส่วนตัวของคุณ และคุณ

ลองนึกภาพว่าทุกอีเมล ธุรกรรมธนาคาร ข้อความ หรือโพสต์บนโซเชียลมีเดียที่คุณกรอกสามารถค้นหาได้ทางออนไลน์ด้วยข้อความธรรมดาที่ไม่ได้เข้ารหัส มันจะหมายถึงการมีหน้าต่างบานที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนในชีวิตของเราด้วยการแตกสาขาที่ยากจะจินตนาการ

ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าวิสัยทัศน์นี้ไม่ใช่ฝันร้ายของ dystopian แต่เป็นความจริงที่ใกล้เข้ามาอย่างรวดเร็วเนื่องจากความก้าวหน้าล่าสุดในการคำนวณควอนตัม คอมพิวเตอร์ที่ใช้ปรากฏการณ์ควอนตัม เช่น การซ้อนทับและการพัวพันในการคำนวณ ได้รับการขนานนามว่าเป็นทั้งคำสัญญาที่อยู่ห่างไกลและเป็นการหลอกลวง ความจริงนั้นละเอียดยิ่งขึ้น แต่ก็น่าตกใจไม่น้อยสำหรับผู้ที่ให้ความสำคัญกับความเป็นส่วนตัว

"ธรรมชาติของคอมพิวเตอร์ควอนตัมช่วยให้สามารถแก้ปัญหาบางอย่างได้ในเวลาจริง ซึ่งคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกจะใช้เวลาแก้ปัญหานานกว่ามาก" ชัค อีสต์ทอมผู้ช่วยวิทยากรที่มหาวิทยาลัยจอร์จทาวน์ ซึ่งศึกษาการเข้ารหัสและคอมพิวเตอร์ควอนตัม กล่าวในการสัมภาษณ์ทางอีเมล

"และมันเพิ่งเกิดขึ้นที่ปัญหาทางคณิตศาสตร์เหล่านี้ที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมเก่งก็เกิดขึ้นเช่นกัน ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่เป็นพื้นฐานสำหรับความปลอดภัยของ RSA, Diffie-Hellman, Elliptic Curve และที่เกี่ยวข้อง อัลกอริธึม"

การเข้ารหัสอยู่ทุกที่

เราพึ่งพาการเข้ารหัสเพื่อปกป้องอุปกรณ์และข้อมูลที่ละเอียดอ่อน เหตุผลหลักประการหนึ่งเป็นเพราะระยะเวลาที่ใช้ในการทำลายการเข้ารหัสโดยใช้ฮาร์ดแวร์ปัจจุบัน

“ในขณะที่สามารถถอดรหัสในทางทฤษฎีได้ มันยากมากในทางปฏิบัติเพราะการทำเช่นนั้นจะใช้เวลานานอย่างไม่น่าเชื่อกับ คอมพิวเตอร์มาตรฐาน—คิดว่าช่วงเวลาเป็นล้านล้านหรือสี่พันล้านปี” ร็อดนีย์ จอฟฟ์ รองประธานอาวุโสและเพื่อน ที่ บริษัทเทคโนโลยี Neustarกล่าวในการสัมภาษณ์ทางอีเมล

แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานแตกต่างไปจากระบบที่เราคุ้นเคย ซึ่งมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากกว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัมอนุญาตให้ใช้อัลกอริธึมระดับอื่นซึ่งเป็นไปไม่ได้สำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิก

“เพราะเราใช้พลังของคอมพิวเตอร์ของธรรมชาติ—การคำนวณระดับควอนตัม—เราสามารถพบรูปแบบในปริศนาคณิตศาสตร์ที่จะเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สองสามข้อสำหรับปริศนาทางคณิตศาสตร์ที่ยากนั้น" Terrill Frantzศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแฮร์ริสเบิร์ก ซึ่งศึกษาเรื่องความปลอดภัยทางไซเบอร์ กล่าวในการสัมภาษณ์ทางอีเมล "ธรรมชาติสามารถคำนวณตัวแปรได้มากมายไม่รู้จบในเวลาเดียวกัน—เช่น วิธีที่ธรรมชาติตัดสินว่าลมพัดไปทางไหน หรือความร้อนเคลื่อนตัวในของเหลวอย่างไร"

มาเร็วกว่าที่คิด

วันที่อัลกอริธึมความปลอดภัยมาตรฐานถูกทำลายได้ใกล้เข้ามามากกว่าที่หลายคนคิด ตามที่ Paul Lipman ซีอีโอของ บริษัทรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ BullGuard.

"ในทางปฏิบัติ คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะต้องมีคำสั่งหนึ่งล้านคิวบิตเพื่อทำลาย RSA" ลิปแมนกล่าว "คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันมีน้อยกว่า 100 qubits แผนงานปัจจุบันจากไลค์ของ IonQ และ IBM แนะนำว่าเราจะบรรลุเป้าหมายหลักล้านภายในสิ้นทศวรรษนี้"

บางประเทศกำลังคิดล่วงหน้าโดยการดูดซับข้อมูลจำนวนมากที่ปกป้องด้วยรหัสผ่านซึ่งไม่สามารถถูกทำลายได้ในขณะนี้ แต่จะเกิดขึ้นเมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังสูงออนไลน์ Frantz กล่าว “ภัยคุกคามอยู่ที่นี่แล้ว” เขากล่าวเสริม "เมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำลายการเข้ารหัสของเรา ข้อมูลที่รวบรวมจากอดีตทั้งหมดสามารถอ่านได้"

คอมพิวเตอร์ควอนตัมเริ่มเร็วขึ้นอย่างรวดเร็ว นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนในเหอเฟย เพิ่งประกาศ พวกเขาได้พัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถทำงานได้เร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกถึง 100 ล้านล้านเท่า ข่าวดังกล่าวมีขึ้นหลังจากเหตุการณ์สำคัญล่าสุดในการประมวลผลควอนตัมจากบริษัทต่างๆ เช่น Google, IBM และ Microsoft และความพยายามของรัฐบาลในสหรัฐอเมริกา จีน และประเทศอื่นๆ

"การพัฒนาเหล่านี้ทำให้เกิดคำถามมากมายว่าพลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีความหมายอย่างไรต่ออนาคตของการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์" Joffe กล่าว "การตอบสนองต่อความก้าวหน้าเหล่านี้ควรมีความสำคัญสูงสุดสำหรับอุตสาหกรรมความปลอดภัย ในที่สุดสิ่งนี้ก็เกี่ยวข้องกับการเริ่มต้นวางรากฐานสำหรับการสร้างอัลกอริธึม กลยุทธ์ และระบบขึ้นใหม่ ซึ่งเป็นแนวทางในการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ในปัจจุบันของเรา"

การป้องกันตัวจากควอนตัมนเรศวรของเรา

แม้ว่าการคำนวณด้วยควอนตัมเชิงปฏิบัติจะยังไม่เพียงพอ แต่นักวิจัยก็ต้องการเตรียมพร้อม การวิจัยล่าสุดจากสภาความมั่นคงระหว่างประเทศนอยสตาร์ (NISC) พบว่าเกือบหนึ่งในสี่ของผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยกำลังทดลองกับ การคำนวณควอนตัมและกลยุทธ์การพัฒนาเพื่อตอบสนองต่อความกังวลว่าความก้าวหน้าของควอนตัมจะแซงหน้าการพัฒนาความปลอดภัยอื่น ๆ เทคโนโลยี

นอกจากนี้ยังมีศักยภาพที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้เพื่อก่อความเสียหายนอกเหนือจากการอ่านอีเมล เนื่องจากสามารถคำนวณข้อมูลได้เร็วเพียงใด "คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะสามารถคำนวณได้ภายใน 3 นาที ซึ่งปกติแล้วซุปเปอร์คอมพิวเตอร์จะใช้เวลา 10,000 ปีจึงจะบรรลุผล" Jofee กล่าว "ศักยภาพในการย่นระยะเวลานั้นให้สั้นลงอย่างมาก ในมือของผู้ประสงค์ร้าย จะเปิดใช้งานการโจมตีทางไซเบอร์ที่ไม่เหมือนที่เคยเห็นมาก่อน"

ข่าวร้ายคือผู้ใช้ทั่วไปไม่สามารถปกป้องข้อมูลของตนจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้มากนัก ผู้เชี่ยวชาญกล่าว อย่างไรก็ตาม สถาบันมาตรฐานแห่งชาติ (NIST) กำลังทำงานเพื่อพัฒนามาตรฐานการเข้ารหัสที่ต้านทานควอนตัมมาตั้งแต่ปี 2560 Easttom กล่าว

"นอกจากนี้ นักวิจัยการเข้ารหัสหลายคน รวมทั้งตัวฉันเอง กำลังทำงานเกี่ยวกับการวิเคราะห์อัลกอริทึมเพื่อกำหนดว่าอัลกอริธึมที่ต้านทานควอนตัมที่ดีที่สุดจะเป็นอย่างไร" เขากล่าวเสริม

ผู้ใช้ขั้นตอนเดียวสามารถทำได้เพื่อทำให้ตัวเองปลอดภัยขึ้นเล็กน้อยจากตัวถอดรหัสควอนตัมในตอนนี้คือการติดตั้งใหม่ การเข้ารหัส TLS 1.3 ในเบราว์เซอร์ของพวกเขา Frantz กล่าว

“สิ่งนี้จะช่วยได้ แต่ไม่สมบูรณ์แบบ” เขากล่าวเสริม "ทางเลือกที่สอง ซึ่งขณะนี้มีวางจำหน่ายทั่วไปคือ เริ่มใช้เครื่องกำเนิดตัวเลขสุ่มควอนตัมและการกระจายคีย์ควอนตัมในแอปพลิเคชันการขนส่งข้อมูลของเรา"

เป้าหมายที่น่าสนใจสำหรับแฮ็กเกอร์ที่เข้าถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตคือสกุลเงินดิจิทัล ซึ่งอาศัยการเข้ารหัสเพื่อให้ปลอดภัยและเป็นส่วนตัว บริษัทแห่งหนึ่ง, RAIDAtechกำลังทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีในการขนส่งและจัดเก็บข้อมูลที่ปลอดภัยควอนตัม

"เราประสบความสำเร็จในการจัดเก็บข้อมูลแบบควอนตัมที่ปลอดภัยด้วยการทำลายข้อมูลเพื่อให้มีเพียง 1/25 เท่านั้นที่อยู่ในระบบคลาวด์" ฌอน เวิร์ธทิงตัน ประธานของ บริษัทสกุลเงินดิจิทัล CloudCoin Consortiumอ้างสิทธิ์ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล "เซิร์ฟเวอร์ตั้งอยู่ในเขตอำนาจศาลที่แตกต่างกัน 20 แห่ง เช่น อาร์เจนตินา สหรัฐอเมริกา สวิตเซอร์แลนด์ และรัสเซีย เป็นต้น คุณไม่สามารถถอดรหัสสิ่งที่เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยได้”

เป็นเรื่องดีที่จะรู้ว่าเมื่อใดที่การคำนวณควอนตัมปรากฏขึ้นอย่างสมบูรณ์ว่าสกุลเงินดิจิทัลของเราอาจปลอดภัยแม้ว่าอีเมลของเราจะไม่ปลอดภัยก็ตาม อาจเป็นเวลาที่ดีในการลงทุนหรือขาย crypto หรือเริ่มระมัดระวังมากขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่คุณเขียนในข้อความออนไลน์ของคุณ