Сучасний світ багато в чому являє собою набір цифрових сервісів, надійність та безпечність яких повністю залежить від криптографії. Однак ми знаходимося на порозі цифрової революції, яка дасть нам надшвидкі обчислювальні машини – квантові комп’ютери. Експерти попереджають, що їхня потужність може легко обходити популярні засоби шифрування. І це може стати причиною хаосу в цифровому світі та настання темних часів цифрової ери.
Чи варто турбуватися?
Мало хто замислюється, проте майже кожна передача інформації по цифрових каналах ведеться в зашифрованому вигляді. Це стосується мобільних телефонів, переказу грошей та навіть результатів пошуку. Google, наприклад, знижує рейтинг веб-ресурсів, які не використовують шифрування.
Коли якесь повідомлення захищають криптографією, для його читання потрібний ключ – дуже велике число з десятків або навіть сотень розрядів. Знайти його підбором на звичайних комп’ютерах займає багато часу, оскільки потрібно перебрати мільярди варіантів та обрахувати їх через складні математичні формули.
Тому навіть суперкомп’ютери не можуть забезпечити прийнятний час розшифровування для довгих ключів. Наприклад, популярний алгоритм шифрування RSA з довжиною ключа в 768 бітів можна зламати за два роки за допомогою системи з декількох сотень комп’ютерів. Проте ті, хто користується цим шифром, вже давно перейшли на ключ довжиною 2048 бітів, а кому потрібний більший захист – впроваджують 4096 бітів.
Цій майже ідилічній картині можуть завадити квантові комп’ютери, які здатні оброблювати паралельно багато потоків інформації. Це значно скорочує потрібний час для злому шифру, оскільки вони підбирають паролі не по одному в одиницю часу, а по декілька трильйонів.
Поки що квантові комп’ютери доступні лише великим дослідницьким корпораціям, однак з їхнім поширенням, вважають експерти, для електронної торгівлі можуть настати темні часи. Адже шифруванню вже не можна буде довіряти, і продавати речі доведеться, як у доцифрову епоху: віч-на-віч та серед кола знайомих.
Руйнівники чисел
Експерти кажуть, що від появи доступних квантових комп’ютерів найбільше постраждає інфраструктура з публічним ключем, яка сьогодні використовується для встановлення захищених каналів комунікації в онлайні.
Роботу цих систем не видно, проте саме вони активують з’єднання при відвідування сайтів з шифруванням. Лише потім до роботи залучаються стійкіші до злому алгоритми.
«Криптографія на основі публічного ключа базується на проблемах числової теорії, факторизації та дискретних логарифмів, – каже професор Університету Суррею Марк Мануліс. – Усі з них можна легко подолати, якщо мати потужний квантовий комп’ютер».
Ключове слово – мати, адже для їхньої появи може знадобитись багато часу. Так вважає доктор Стівен Ріттер, який вивчає квантові обчислення в Інституті Макса Планка.
«Сьогодні квантові комп’ютери не дуже потужні, – говорить він. – Проте вони мають потенціал. Я б сказав, що сьогодні ми знаходимося на стадії, коли навіть чітко не зрозуміло, з яких матеріалів його потрібно виготовляти».
Окрім цього, дослідникам також необхідно прийти до єдиного стандарту архітектури кубітів, щоб їх можна було з’єднувати між собою. Сьогодні вдається об’єднати лише декілька сотень кубітів в одну машину, чого замало для практичних цілей.
«Існують різні пропозиції для створення кубітів, – каже Ріттер. – Проте всі вони мають переваги та недоліки, і ще не зрозуміло, який підхід варто обрати».
За матеріалами: BBC
Фото: BBC
