B.Bu. [ n1.rs ]

KVANTNI RAČUNARI

Vojne tajne i bankovne informacije za njih su laka meta- možemo li ih zaustaviti

Kada kvantni računari postanu uobičajeni, sadašnji kriptografski sistemi će postati zastarjeli. Naučnici se utrkuju da bi prevazišli problem i zaštitili naše podatke.

Dolaze kvantni kompjuteri. A kada stignu, promijeniće način na koji štitimo osjetljive podatke, piše Live Science. Za razliku od klasičnih računara, kvantni računari koriste kvantno mehaničke efekte - poput superpozicije i zapleta - za obradu i skladištenje podataka u obliku izvan 0s i 1s koji su digitalni bitovi. Ovi „kvantni bitovi” - ili kubiti - mogli bi da otvore ogromnu računarsku snagu. To znači da kvantni računari mogu da rješavaju složene probleme koji su decenijama sputavali naučnike, kao što je modeliranje ponašanja subatomskih čestica ili rješavanje problema „prodavca koji putuje”, koji ima za cilj izračunavanje najkraćeg putovanja između gomile gradova koji se vraćaju na svoje prvobitno odredište. Ali ova ogromna moć takođe može dati prednost hakerima.

Science Spotlight daje dublji pogled na nauku u nastajanju i daje perspektivu koja vam je potrebna u pogledu ovog napretka.

„Kao i mnoge moćne tehnologije, možete koristiti kvantno računarstvo za veliko dobro. Možete ga koristiti i za loše stvari”, rekla je Rebeka Krautamer, tehnološki etičar i izvršni direktor kompanije za sajber bezbjednost.

Kada se upotrebljivi kvantni računari prvi put pojave na mreži, većina ljudi — pa čak i većina velikih organizacija — i dalje će se oslanjati na klasične računare. Kriptografi stoga moraju da smisle načine da zaštite podatke od moćnih kvantnih računara, koristeći programe koji mogu da rade na običnom laptopu. Tu dolazi polje post-kvantne kriptografije. Nekoliko grupa naučnika se utrkuju da razviju kriptografske algoritme koji mogu da izbjegnu hakovanje kvantnih računara prije nego što budu uvedeni. Neki od ovih kriptografskih algoritama se oslanjaju na novorazvijene jednačine, dok se drugi okreću vjekovima starim. Ali svi imaju jednu zajedničku stvar: ne mogu ih lako razbiti algoritmi koji rade na kvantnom računaru.

Naime, kriptografija datira hiljadama godina unazad- najraniji poznati primjer je šifra uklesana u drevni egipatski kamen 1900. godine p.n.e. Ali kriptografija koju koristi većina softverskih sistema oslanja se na algoritme javnog ključa. U ovim sistemima, računar koristi algoritme — koji često uključuju faktorisanje proizvoda dva velika prosta broja — da generiše i javni i privatni ključ. Javni ključ se koristi za šifrovanje podataka, dok se privatni ključ, koji je dostupan samo pošiljaocu, može koristiti za dešifrovanje podataka. Da bi razbili takvu kriptografiju, hakeri često moraju da uračunaju proizvode veoma velikih prostih brojeva ili pokušaju da pronađu privatni ključ grubom silom – u suštini izbacujući nagađanja i vide šta se drži. Ovo je težak problem za klasične računare jer moraju da testiraju svako nagađanje jedno za drugim, što ograničava koliko brzo se faktori mogu identifikovati. Danas, klasični računari često spajaju više algoritama za šifrovanje, implementiranih na različitim lokacijama, kao što su hard disk ili internet.

„Možete da zamislite algoritme poput izgradnje cigli”, rekla je Brita Hale, kompjuterski naučnik na Mornaričkoj postdiplomskoj školi.

Ali, većina ove kriptografske infrastrukture izgrađena je na temeljima razvijenim 1990-ih i ranih 2000-ih, kada je internet bio mnogo manje centralni u našim životima, a kvantni računari su uglavnom bili eksperimenti.

Klasičnom računaru mogu biti potrebne hiljade ili čak milijarde godina da razbije zaista težak algoritam za faktorizaciju, ali moćni kvantni računar često može da riješi istu jednačinu za nekoliko sati. To je zato što kvantni računar može istovremeno da izvodi mnoge proračune koristeći kvantnu superpoziciju, u kojoj kubiti mogu postojati u više stanja odjednom. Trenutno, Nacionalni institut za standarde i tehnologiju (NIST) razmatra četiri problema kao potencijalne osnove za post-kvantnu kriptografiju. Tri pripadaju matematičkoj porodici poznatoj kao strukturirane rešetke. Ovi problemi postavljaju pitanja o vektorima - matematičkim terminima koji opisuju pravac i veličinu između međusobno povezanih čvorova - poput tačaka veze u paučinoj mreži. Ove rešetke teoretski mogu imati beskonačan broj čvorova i postojati u više dimenzija.

Kao i kod svakog pristupa sajber bezbjednosti, post-kvantna kriptografija neće predstavljati krajnju tačku. Trka u naoružanju između hakera i profesionalaca u oblasti bezbjednosti nastaviće da se razvija u budućnosti, na načine koje možemo samo da predvidimo. To može značiti razvoj algoritama za šifrovanje koji rade na kvantnom računaru za razliku od klasičnog ili pronalaženje načina da se osujeti kvantna vještačka inteligencija.