211service.com
Kvantinio šifravimo siekis ką tik padarė šuolį į priekį
„Google“ kvantinis kompiuteris Google
Daugelis dalykų, kuriuos kasdien darote internete, yra apsaugoti šifravimu, kad niekas kitas negalėtų to šnipinėti. Pavyzdžiui, jūsų internetinė bankininkystė ir pranešimai draugams greičiausiai yra užšifruoti, kaip ir vyriausybės paslaptys. Tačiau tokiai apsaugai kyla grėsmė dėl kvantinių kompiuterių kūrimo, dėl kurių šiuolaikiniai šifravimo metodai gali tapti nenaudingais.
Kvantinės mašinos dirbti iš esmės kitaip iš klasikinių kompiuterių, kuriuos naudojame šiandien. Užuot naudoję tradicinį dvejetainį kodą, kuris vaizduoja informaciją su 0 smėlis vienas s, jie naudoja kvantinius bitus arba kubitus. Dėl neįprastų kubitų savybių kvantiniai kompiuteriai yra daug galingesni atliekant kai kuriuos skaičiavimus, įskaitant matematines problemas, kuriomis grindžiama dauguma šiuolaikinio šifravimo .
Mokslininkai dešimtmečius žinojo, kad jei būtų galima sukurti didelio masto kvantinį kompiuterį, jis galėtų atlikti gana didelius skaičiavimus, kurie keltų grėsmę kriptosistemoms, kurių saugumui šiandien pasitikime, sako Dustinas Moody, JAV nacionalinio instituto NIST matematikas. Standartų ir technologijų.
Nors kvantinėms mašinoms dar toli, kad būtų galima sulaužyti šiuolaikinį šifravimą, 2016 m. NIST paskelbė konkursą, siekdama sukurti naujus kriptografijos standartus, kurie būtų labiau atsparūs kvantiniam poveikiui. Varžybos ilgos, o nugalėtojai bus paskelbti 2022 m., tačiau praėjusią savaitę organizacija paskelbė, kad susiaurino pradinį 69 pretendentų ratą iki 15.
Ir iki šiol daugumą finalininkų sudaro vienas požiūris į postkvantinę kriptografiją: grotelių kriptografija.
Kaip tai veikia
Šifruojant viešąjį raktą naudojama tradicinė matematika duomenims koduoti, atrakinant juos tik tiems, kurie turi raktą arba gali tai išsiaiškinti. Tinkle pagrįsta kriptografija naudoja milžiniškus tinklelius su milijardais atskirų taškų tūkstančiuose matmenų. Sulaužyti kodą reiškia patekti iš vieno konkretaus taško į kitą – tai iš esmės neįmanoma, nebent žinote maršrutą.
Net Nacionalinė saugumo agentūra, JAV šnipų agentūra, kuri ilgą laiką skambino pavojaus signalu dėl kvantinių kompiuterių keliamos grėsmės, neseniai išreikštas pasitikėjimas tinkleliais pagrįstais metodais.
Tačiau svarbu ne tik tai, ar matematika yra neįveikiama ar sudėtinga. Postkvantiniai metodai veiks tik tuo atveju, jei juos bus galima naudoti visose vietose, kur reikės aukšto lygio kriptografijos. Pavyzdžiui, svarbus yra rakto, reikalingo duomenims iššifruoti, dydis: įsivaizduokite, kas bus įmanoma medicinos įrangoje, turinčioje mažai atminties ir labai ribotą pralaidumą. Jei matematika tokia sudėtinga, kad norint atidaryti spyną reikia didelio rakto, sprendimas gali neatlaikyti tinkamumo naudoti testo.
Penki iš praėjusią savaitę paskelbtų kandidatų naudoja gardelės metodus, kurie neturi žinomo kvantinio sprendimo, ir NIST naują būklės ataskaita teigia, kad jie yra perspektyviausi sąraše esantys bendrosios paskirties algoritmai.
Tačiau šiame sąraše yra alternatyvių metodų, kurie taip pat gali prasibrauti, ypač jei grotelių sistemos pasirodys nepakankamos. Šios kitos parinktys paprastai yra mažiau brandžios, mažiau ištirtos ir daug toliau nuo realaus naudojimo, todėl dauguma stebėtojų mano, kad gardelės sistemos laimės, kai 2022 m. bus išrinkti du nugalėtojai.
NIST mano, kad gardelės problemos yra tikrai sunkios, sako Elena Kirshanova, matematikė ir kriptoanalizės tyrinėtoja. I.Kanto Baltijos federalinis universitetas Rusijoje. Nors šios problemos yra sudėtingos, jos atrodo gana veiksmingos raktų generavimo laiko, parašų kūrimo ir atminties požiūriu.
Kada ateis kvantas?
Jei tiek daug laiko ir pastangų įdedama siekiant išvengti saugumo nelaimės, kada pamatysime kvantinį kompiuterį, galintį visa tai padaryti?
Praėjusiais metais „Google“ garsiai gyrėsi pasiekusi kvantinė viršenybė suradęs užduotį, kurią kvantinis kompiuteris galėtų atlikti, tai iš esmės buvo neįmanoma klasikiniam kompiuteriui. Bendrovė paskelbė, kad panaudojo savo 53 bitų kvantinį kompiuterį Sycamore, kad per 200 sekundžių išspręstų matematikos uždavinį, kuriam klasikiniam kompiuteriui prireiktų 10 000 metų.
Tai buvo svarbus įvykis, bet nepradėjo naujos kvantinių skaičiavimų eros. pramonės ekspertai ir akademinė bendruomenė suskubo jį kritikuoti dėl a įvairių priežasčių .
Tiesą sakant, nuo kvantinio kompiuterio, galinčio išspręsti naudingas problemas, mums tikriausiai liks dešimt metų ar daugiau – tai suteikia NIST laiko priimti sprendimą, kad galėtų prasidėti perėjimas prie kvantiškai saugios kriptografijos.
„NIST's Moody“ teigia, kad standartizavimas ir kriptografinių algoritmų įdiegimas į produktus užtrunka daug laiko. Tai gali užtrukti 10 ar 20 metų. Mums reikia, kad šis procesas būtų atliktas prieš kvantinį kompiuterį, kad būtume prieš žaidimą.
Tačiau ne visi yra įsitikinę, kad laikas bus praleistas gerai.
Kitas žingsnis – kvantiniai kompiuteriai išsprendžia naudingą problemą, kurios jie dar nepadarė, sako Vadimas Lyubaševskis, IBM kriptografas, dirbęs su CRYSTALS algoritmu, kuris dabar yra NIST finalistas. Jei tai neįvyks ilgą laiką, manau, kad įmonės pamirš ažiotažą ir įgyvendins silpniausią dalyką, kuris išeina iš NIST, kol staiga primins apie problemą po 30 metų.