Криптографија се дефинише као проучавање писања и решавања кодова. То је важан део безбедносних протокола и комуникација, побољшавајући приватност и обезбеђујући да податке чита само онај коме је намењен.
Међутим, са појавом квантних рачунара, широко се очекује да конвенционалне методе криптографије више неће бити одрживе. Као резултат тога, програмери и стручњаци већ раде на шеширу који називају квантно-отпорном енкрипцијом.
Дакле, шта је квантно отпорно шифровање? И зашто то још увек не можете да тестирате?
Шта је шифровање са квантним доказом?
Шифровање отпорно на квантност се једноставно односи на низ алгоритама који се не могу хаковати, чак ни са квантним рачунарима. Очекује се да ће квантно-отпорно шифровање вероватно заменити конвенционалне алгоритме који се ослањају на шифровање јавног кључа, које се генерално ослања на скуп од два кључа (један за кодирање, а други за декодирање).
Године 1994, математичар у Белл Лабс-у, Питер Шор, написао је рад који говори о квантним рачунарима, који су суштински моћни рачунари који су могли да изврше прорачуне далеко моћније него што је био стандардни рачунар способан за. Али тада су биле само могућност. Брзо премотајте у данашње време, а рачунарски уређаји су прешли дуг пут. У ствари, многи верују да су квантни рачунари удаљени десетак година.
Непотребно је рећи да ово изазива озбиљну забринутост: ако би квантни рачунари постали стварност, што се чини све вероватнијим, конвенционалне методе шифровања постале би бескорисне. Као резултат тога, научници су радили на томе пост-квантна криптографија за неко време.
Развијање стандарда за шифровање са квантним доказом
Национални институт за стандарде и технологију (НИСТ) покренуо је такмичење још 2016. године за проналажење стандарда пост-квантног шифровања који би био способан да се одупре квантном рачунару.
Ово се разликује од конвенционалних система шифровања који се првенствено ослањају на решавање сложених математичких проблема. Године 2022, НИСТ је објавио да је у ужи избор уврстио четири главна алгоритма за шифровање које сматра „квантно отпорним“. Ови укључују:
- ЦРИСТАЛС-Кибер алгоритам.
- ЦРИСТАЛС-Дилитиум алгоритам.
- ФАЛЦОН.
- СПХИНЦС+.
ЦРИСТАЛС-Кибер алгоритам се развија да би се користио као општи стандард за шифровање. Алгоритам је популаран због мањих кључева за шифровање, што омогућава обема странама да их брзо размене. То такође значи да је ЦРИСТАЛС-Кибер невероватно брз у поређењу са другима.
Преостала три су одабрана за дигиталне потписе, идеално за даљинско потписивање дигиталних докумената или за проверу идентитета обе стране током дигиталне трансакције.
НИСТ званично препоручује ЦРИСТАЛС-Дилитхиум као први избор за дигиталне потписе, а ФАЛЦОН за основније потписе које Дилитиум можда не покрива. Оба су позната по томе што су прилично брза. Сва три користе математичке проблеме структуриране решетке за шифровање података.
Четврти, СПХИНЦС+, је релативно спорији од осталих, али се сматра квантно-доказним јер се ослања на потпуно другачији скуп математичких проблема од остала три. Уместо да користи структуриране решетке, ова се ослања на хеш функције.
Важност развоја квантно отпорне криптографије
Једна од највећих брига за велике организације данас је да једном постане квантно рачунарство мејнстрим, постоји велика шанса да се сви подаци који су тренутно безбедно шифровани могу налазити ризик. Многи верују у то квантно рачунарство ће у потпуности променити свет, а криптографија је једно поље које ће вероватно бити значајно погођено.
На пример, ако данас шаљете осетљиве информације користећи конвенционално шифровање, постоји ризик да ће злонамерне треће стране пресрести ваше податке и сачувати их. Ово посебно важи за владине агенције, где ће тајност тајних докумената данас бити једнако важна и у будућности.
Једном када квантно рачунарство постане мејнстрим, постоји реалан ризик да би ове осетљиве информације могле бити дешифровани и објављени у јавности или коришћени у сврхе уцене, чак и ако су деценијама касније линија. То је један од разлога зашто су владе и безбедносне агенције толико озбиљне у погледу развоја квантно безбедног шифровања што је пре могуће.
Ако користите унапред дељени кључ са ИКЕв1 протоколом, у суштини користите шифровање које се сматра квантно отпорним. Многи такође верују у то АЕС-256, најчешће коришћено шифровање, такође је квантно отпоран.
Међутим, према НИСТ-у, четири горе поменута шифровања једине су сматра "квантним доказом". Многе компаније већ уводе квантно безбедно шифровање њихове производе. На пример, Веризон-ов квантно сигуран ВПН је дизајниран да буде способан да се одупре нападима квантног рачунара.
Зашто још увек не можете тестирати шифровање са квантним доказом?
Иако постоји неколико стандарда за шифровање које сматрамо квантно безбедним, ниједан није заиста тестиран. А разлог за то је сасвим очигледан: ми још немамо квантне рачунаре.
Међутим, све смо ближе. Наноцомпутинг, нешто што се у једном тренутку сматрало немогућим, је стварно, са неколико модерних уређаја који сада користе транзисторе који имају канале дужине мање од 100 нанометара.
У ствари, 2019. Гугл је објавио значајан извештај у часопису Натуре, тврдећи да су постигли квантну надмоћ са Сицамореом, својим квантним компјутером. У тиму који је предводио Џон Мартинис, експериментални физичар, могли су да користе свој квантни компјутер да изврше сложене прорачуне који би захтевали стандардни суперкомпјутер више од 100.000 година.
Ово још увек није разлог за узбуну: они су постигли квантну надмоћ само са једним специфичним случајем, али то показује да је квантно рачунарство веома реално, а не тако далеко као што већина људи мисли.
Као резултат тога, пошто квантно рачунарство није заиста доступно, немогуће га је исправно тестирати. У ствари, да би објаснио колико је специфичан проблем који је Сицаморе решио, тим је заправо представио случај где је рачунар морао да израчуна вероватноћу различитих исхода користећи квантни случајни број генератор.
Ово се очигледно веома разликује од конвенционалних енкрипција, које углавном укључују математичке једначине. Међутим, то показује колико моћан може бити до следеће најбоље ствари када научници буду у стању да је у потпуности савладају.
Предузмите кораке да шифрујете своје информације већ данас
Иако је квантно-отпорно шифровање још увек далеко, не шкоди да се побринете да данас користите одговарајуће мере безбедности. На пример, ако користите складиште у облаку за складиштење личних датотека или података, увек се уверите да користите свеобухватног добављача складиштења у облаку.