Служителите работят в International Business Machines Corp. (IBM) X-Force Command Cyber Tactical … [+] Оперативен център в товарен камион в Лондон, Обединеното кралство, в понеделник, 21 януари 2019 г. IBM направи още една стъпка към пренасянето на света на квантовите изчисления в комерсиални приложения — и главният изпълнителен директор Джини Ромети вижда реални резултати, идващи през 2021 г. Фотограф: Люк Макгрегър/Блумбърг
© 2019 Bloomberg Finance LP
Независимо дали го осъзнаваме или не, криптографията е основният градивен елемент, върху който се основава нашият цифров живот. Без достатъчно криптография и присъщото доверие, което тя поражда, всеки аспект от цифровото човешко състояние, което познаваме и на което разчитаме днес, никога нямаше да се осъществи, още по-малко да продължи да се развива със сегашното си зашеметяващо темпо. Интернет, цифровите подписи, критичната инфраструктура, финансовите системи и дори дистанционната работа, която помогна на света да куца по време на неотдавнашната глобална пандемия, всички разчитат на едно критично предположение – че текущото криптиране, използвано днес, е неразбиваемо дори от най-мощните компютри в съществуването . Но какво, ако това предположение беше не само оспорено, но и реалистично компрометирано?
Точно това се случи, когато Питър Шор предложи своя алгоритъм през 1995 г., наречен алгоритъм на Шор. Ключът към отключването на криптирането, на което днешната цифрова сигурност разчита, е в намирането на простите множители на големи цели числа. Докато факторизирането е сравнително просто с малки цели числа, които имат само няколко цифри, факторизирането на цели числа, които имат хиляди цифри или повече, е съвсем друг въпрос. Шор предложи квантов алгоритъм с полиномиално време за решаване на този проблем с факторизирането. Ще оставя на по-квалифицираните математици да обяснят теорията зад този алгоритъм, но е достатъчно да кажа, че когато е свързан с квантов компютър, алгоритъмът на Шор драстично намалява времето, необходимо за факторизиране на тези по-големи цели числа с множество порядъци.
Преди алгоритъма на Шор, например, най-мощният компютър днес ще отнеме милиони години, за да намери простите множители на 2048-битово съставно цяло число. Без алгоритъма на Шор дори квантовите компютри биха отнели толкова много време, за да изпълнят задачата, че да я направят неизползваема от лошите актьори. С алгоритъма на Шор същото това факторизиране може потенциално да бъде извършено за няколко часа.
Като се има предвид това, дори и с този пробивен алгоритъм, той все още изисква квантов компютър, за да компрометира днешното криптиране. Това повдига въпроса, защо ние като индустрия трябва да се заемем с този проблем сега, преди да имаме практични квантови компютри? Първо и най-важно, тази възможност не е потенциална, а неизбежна последица от текущия напредък на квантовите изчисления. Според д-р Микеле Моска от Института по квантови изчисления към Университета на Ватерло, „има шанс 1 към 7 криптовалутата с фундаментален публичен ключ да бъде разбита от квант до 2026 г. и шанс 1 към 2 за същото до 2031 г. .” Тези времеви рамки и възможността за съхраняване на текущи чувствителни данни пораждат втората причина – концепция, наречена „Жетва сега, дешифрирай по-късно“. Материално значителен процент чувствителни данни все още ще бъдат актуални в този период от време – и това са данни, които в момента не са защитени срещу техники за декриптиране, базирани на квантово ниво. Тази концепция позволява на лошите участници да „съберат“ данните сега и да действат по тях по-късно, когато технологията узрее, за да направи декриптирането на тези данни практично и жизнеспособно.
EEJournalLooming Crypto Crisis се намесва с квантовите изчисления
Като такъв, Националният институт за стандарти и технологии (NIST) ръководи отговорността от 2016 г. за стандартизиране на квантово безопасна криптография. След множество кръгове на представяне на алгоритми, четирима финалисти бяха избрани през юли 2022 г., като три от тези четири алгоритма бяха създадени от IBM заедно с техните индустриални и академични партньори. Това не е напълно изненадващо, като се има предвид, че освен работата си по квантово безопасно криптиране, IBM също е движеща сила в квантовите изчисления и планира да въведе нова 4k qubit система до 2025 г. и дори работи върху решаването на технически проблеми, за да стигне в крайна сметка до 1 милион кубит система. Между тези четири алгоритъма се разглежда криптиране с публичен ключ и установяване на ключ, както и цифрови подписи.
ОЩЕ ОТ FORBESIBM се подготвя за инфлексна точка на квантовите изчисления От Кевин Крюел
Тези квантово безопасни криптографски алгоритми не биха могли да дойдат в по-добро време. Цифровата инфраструктура, като паспорти, превозни средства, критична инфраструктура и обществен транспорт, отнема много време за надграждане, като някои периоди от време обхващат 10-50 години. Използването на тази цифрова инфраструктура вече е широко разпространено и ще продължи да нараства експоненциално с въвеждането на нови случаи на употреба и приложения. Колкото повече разчитаме на цифрова инфраструктура и колкото по-чувствителни данни съхраняваме в тази цифрова инфраструктура, толкова по-голяма е мотивацията за лошите участници да компрометират криптирането, което защитава тези данни. Индустрията е готова да направи квантов скок както в криптографията, така и в компютрите. Сега е моментът да направите този скок.
