Key takeaways
- De senaste framstegen inom kvantberäkning betyder att dagen kommer när din privata data kan avslöjas.
- Forskare vid University of Science and Technology i Kina i Hefei har utvecklat en kvantdator som är 100 biljoner gånger snabbare än de snabbaste superdatorerna.
- Ett steg som användare kan ta för att göra sig lite säkrare från kvantkodbrytare är att implementera en ny typ av kryptering i sina webbläsare.
Föreställ dig att alla e-postmeddelanden, banktransaktioner, texter eller inlägg på sociala medier du har gjort är sökbara online i vanlig, okrypterad text. Det skulle innebära att vi har ett aldrig tidigare skådat fönster in i våra liv med konsekvenser som är svåra att föreställa sig.
Experter säger att denna vision inte är en dystopisk mardröm, utan en verklighet som närmar sig snabbt på grund av de senaste framstegen inom kvantberäkning. Datorer som använder kvantfenomen som superposition och intrassling för att utföra beräkningar har länge pekats ut som både ett avlägset löfte och boogeyman. Sanningen är mer nyanserad, men inte mindre skrämmande för dem som värdesätter sitt privatliv.
"Kvantberäkningens natur gör att den kan lösa vissa problem i praktisk tid, som en klassisk dator skulle ta mycket längre tid att lösa", Chuck Easttom, adjungerad lektor vid Georgetown University, som studerar kryptografi och kvantberäkning, sa i en e-postintervju.
"Och det händer bara att dessa matematiska problem som kvantdatorer är bra på, också råkar vara de matematiska problemen som ligger till grund för säkerheten för RSA, Diffie-Hellman, Elliptic Curve och relaterade algoritmer."
Många kryptografiforskare, inklusive jag själv, arbetar med att analysera algoritmer för att avgöra vilka de bästa kvantresistenta algoritmerna kommer att vara.
Encryption is Everywhere
Vi förlitar oss på kryptering för att skydda enheter och känslig data. En viktig orsak är på grund av hur lång tid det tar att bryta kryptering med nuvarande hårdvara.
"Även om det är möjligt att knäcka i teorin, är det väldigt svårt i praktiken eftersom det skulle ta otroligt lång tid att göra det med en standardtidsskala för datortänk på biljoner eller till och med kvadrilljoner år", Rodney Joffe, en senior vice VD och fellow på teknikföretaget Neustar, sa i en e-postintervju.
Men kvantdatorer fungerar annorlunda än de system vi är vana vid, och de är mer kraftfulla och effektiva. Kvantdatorer tillåter en annan klass av algoritmer som är omöjliga för klassiska datorer att utföra.
"Eftersom vi använder kraften i naturens dator-kvantnivåberäkningar kan vi hitta mönster i matematikpusslet som kommer att erbjuda några möjliga lösningar på det svåra matematikpusslet", Terrill Frantz, professor vid Harrisburg University of Science and Technology, som studerar cybersäkerhet, sa i en e-postintervju."Naturen kan beräkna en oändlig mängd variabler samtidigt, till exempel hur naturen bestämmer åt vilket håll vinden blåser, eller värme som rör sig i vätska."
Kommer förr än du tror
Dagen då standardsäkerhetsalgoritmer kan brytas är närmare än vad många tror, enligt Paul Lipman, vd för cybersäkerhetsföretaget BullGuard.
"I praktiken skulle en kvantdator kräva i storleksordningen en miljon qubits för att bryta RSA", sa Lipman. "Den största kvantdatorn är för närvarande mindre än 100 qubits. Aktuella färdplaner från sådana som IonQ och IBM tyder på att vi kommer att nå miljonstrecket i slutet av detta decennium."
Vissa länder tänker redan framåt genom att suga upp massor av data som skyddas av lösenord som nu inte kan brytas, men som kommer att bli det när kraftfulla kvantdatorer kommer online, sa Frantz. "Hotet är här nu", tillade han. "När kvantdatorer kan bryta vår kryptering, då kan all insamlad data från det förflutna läsas."
Quantum-datorer blir snabbare i snabb takt. Forskare vid University of Science and Technology i Kina i Hefei meddelade nyligen att de har utvecklat en kvantdator som kan prestera 100 biljoner gånger snabbare än världens snabbaste superdatorer. Nyheten följer en rad senaste milstolpar inom kvantberäkning från företag som Google, IBM och Microsoft, och statliga ansträngningar i USA, Kina och andra länder.
"Denna utveckling har lett till att många ifrågasätter vad exakt kraften i kvantberäkning betyder för framtiden för cybersäkerhet", sa Joffe. "Att svara på dessa framsteg bör vara en högsta prioritet för säkerhetsbranschen. Detta innebär i slutändan att börja lägga grunden för att återuppbygga de algoritmer, strategier och system som utgör vår nuvarande cybersäkerhetsstrategi."
Försvar mot våra Quantum Overlords
Även om praktisk kvantberäkning inte riktigt är här vill forskare vara redo. Ny forskning från Neustar International Security Council (NISC) fann att nästan en fjärdedel av säkerhetspersonalen experimenterar med kvantberäkningar och utvecklar strategier som svar på farhågor om att kvantframsteg kommer att gå snabbare än utvecklingen av andra säkerhetstekniker.
Det finns också potential för kvantberäkning att användas för bus utöver att bara läsa e-postmeddelanden, på grund av hur snabbt den kan beräkna data. "Kvantdatorer kommer att ha förmågan att på 3 minuter beräkna vad som norm alt skulle ta superdatorer 10 000 år att uppnå", sa Jofee. "Möjligheten att radik alt förkorta denna tidsskala skulle, i händerna på en illvillig aktör, möjliggöra cyberattacker som inte liknar något tidigare."
Hotet är här nu. När kvantdatorer kan bryta vår kryptering kan all insamlad data från det förflutna läsas.
De dåliga nyheterna är att den genomsnittliga användaren inte kan göra mycket för att skydda sin data från kvantdatorer, säger experter. National Institute of Standards (NIST) har dock arbetat med att utveckla en kvantresistent kryptografistandard sedan 2017, noterade Easttom.
"Många kryptografiforskare, inklusive jag själv, arbetar också med att analysera algoritmer för att avgöra vilka de bästa kvantresistenta algoritmerna kommer att vara", tillade han.
Ett steg som användare kan ta för att göra sig lite säkrare från kvantkodbrytare nu är att implementera den nya TLS 1.3-krypteringen i sina webbläsare, sa Frantz.
"Det här kommer att hjälpa, men inte vara perfekt", tillade han. "Ett andra alternativ, som nu är kommersiellt tillgängligt, är att börja använda Quantum Random Number-generatorer och Quantum Key Distribution i våra datatransportapplikationer."
Ett saftigt mål för hackare med framtida tillgång till kvantdatorer skulle vara kryptovaluta, som förlitar sig på kryptografi för att hålla den säker och privat. Ett företag, RAIDAtech, arbetar med teknik för att transportera och lagra data kvantsäkert.
"Vi har uppnått kvantsäker lagring genom att strimla data så att endast 1/25 av den finns på ett givet moln", hävdade Sean Worthington, president för kryptovalutaföretaget CloudCoin Consortium, i en e-postintervju."Servrarna finns i 20 olika jurisdiktioner som Argentina, U. S. A., Schweiz och Ryssland, bara för att nämna några. Du kan inte dekryptera något som är i strimlor."
Det är bra att veta när kvantberäkningar upptäcker att vår kryptovaluta kan vara säker även om våra e-postmeddelanden inte är det. Det kan vara ett bra tillfälle att investera eller avyttra i krypto, eller börja vara mer försiktig med vad du skriver i dina onlinemeddelanden.
