Хотя десятки исследовательских групп в настоящее время пытаются создать практический квантовый компьютер, ни одна из них еще не добилась публичного успеха. Такая машина могла бы быстро найти простые множители, которые служат мультипликативными строительными блоками числа — например, 3 и 7 являются простыми множителями 21.
Исследователи и аналитики кибербезопасности справедливо обеспокоены тем, что новый тип компьютера, основанный на квантовой физике, а не на более стандартной электронике, может взломать большинство современных криптографических систем. В результате связь станет такой же небезопасной, как если бы она вообще не была закодирована.
Угроза пока носит гипотетический характер. Существующие сегодня квантовые компьютеры не способны взломать какие-либо широко используемые методы шифрования. Согласно отчету Национальных академий наук, инженерии и медицины за 2018 год, требуются значительные технические достижения, прежде чем они смогут взломать надежные коды, широко используемые в интернете.
Тем не менее, есть основания для беспокойства. Криптография, лежащая в основе современных интернет-коммуникаций и электронной коммерции, может когда-нибудь поддаться квантовой атаке.
Будущим квантовым компьютерам для взлома кода потребуется в 100 тыс. раз больше вычислительной мощности и частота ошибок в 100 раз выше, чем у лучших современных квантовых компьютеров.
До сих пор шифрование с открытым ключом не поддавалось взлому с помощью очень длинных пар ключей: например, 2 048 битов, что соответствует числу длиной 617 десятичных знаков. Но достаточно продвинутые квантовые компьютеры могли взломать даже 4 096-битные пары ключей всего за несколько часов, используя метод, называемый алгоритмом Шора.
Однако это для идеальных квантовых компьютеров будущего. Самое большое число, учтенное до сих пор на квантовом компьютере, составляет 15 — всего 4 бита в длину.
Однако потенциал причинения вреда огромен. Если эти методы шифрования будут нарушены, люди не смогут доверять данным, которые они передают или получают через интернет, даже если они зашифрованы. Злоумышленники смогут создавать поддельные сертификаты, ставя под сомнение действительность любого цифрового удостоверения онлайн.
Исследователи работают над разработкой алгоритмов с открытым ключом, которые могли бы противостоять попыткам взлома кода квантовыми компьютерами, сохраняя и восстанавливая доверие к центрам сертификации, цифровым подписям и зашифрованным сообщениям.
Примечательно, что Национальный институт стандартов и технологий США уже оценивает 69 потенциальных новых методов для того, что он называет «пост квантовой криптографией». Организация ожидает, что к 2024 году, если не раньше, будет подготовлен проект стандарта, который затем будет добавлен в веб-браузеры и другие интернет-приложения и системы.
В принципе, симметричная криптография может быть использована для обмена ключами. Но этот подход зависит от безопасности доверенных третьих сторон для защиты секретных ключей, и он не может реализовать цифровые подписи, поэтому его будет сложно применить через интернет. Тем не менее, он используется во всей Глобальной системе мобильной связи (GSM) сотового стандарта для шифрования и аутентификации.
Например, корпорация Microsoft недавно выявила два приложения, которые непреднамеренно раскрыли свои личные ключи шифрования для общественности, что сделало их связь небезопасной.
Если или когда появятся мощные квантовые вычисления, это создаст большую угрозу безопасности. Поскольку процесс принятия новых стандартов может занять годы, разумно начать планирование квантово-устойчивой криптографии уже сейчас.
Читать далее
В американской пустыне вылупились «живые ископаемые». Они спали десятки лет
Китайский электромобиль с открытым верхом маневрирует как мотоцикл и меняет положение руля
Генетики нашли у мумии из Швейцарии трех живущих сегодня родственников