Czy potrzebujemy kryptografii kwantowej?

Naukowcy nie są jeszcze w pełni zgodni co do tego, jakie będą zastosowania komputerów kwantowych. Wydaje się jednak, że jednym z obszarów, w którym powinien nastąpić znaczący skok, jest kryptografia.

Informatyka kwantowa przebija się do głównego nurtu, a w laboratoriach naukowo-badawczych powstają komputery kwantowe, które mogą działać w świecie rzeczywistym, a nie tylko w teorii. I choć dostęp do obliczeń kwantowych w dużej mierze ogranicza się obecnie do środowisk laboratoryjnych, należy spodziewać się, że w przyszłości będzie bardziej rozpowszechniony.

Co prawda, nadal jesteśmy daleko od momentu zwanego przez IBM „przewagą kwantową”: gdy maszyny kwantowe będą w stanie przejąć zadania wykonywane przez tradycyjne komputery. Zainteresowani naukowcy mogą już teraz "bawić się" systemem IBM Q System One, nie wspominając o jego złożonych elementach poprzez otwarte środowisko Qiskit.

Zobacz również:

Jedną z firm, które już opracowują rozwiązania z obszaru informatyki kwantowej i kryptografii kwantowej, jest Thales, francuski konglomerat działający m.in. w branżach lotniczej, obronności, transportu i bezpieczeństwa. Koncern podjął współpracę z firmami ISARA i ID Quantique, która obraca się wokół wbudowania „zwinnego kryptograficznie”, „kwantoodpornego” systemu bezpieczeństwa w przyszłych produktach Thales. Produkty zwinne kryptograficznie to takie, które są programowalne niezależnie od zastosowania i w których można szybko wdrożyć wszystkie przyszłe standardy kwantoodpornych algorytmów szyfrowania.

Kwanty pomogą w szyfrowaniu

W ramach kooperacji Thales i ID Quantique prowadzone są prace nad kwantowym generatorem liczb losowych zapewniającym tworzenie silnych kluczy, a także nad kwantową dystrybucją kluczy. Dzięki temu, zawsze gdy konieczne będzie szyfrowanie lub inne operacje kryptograficzne, klucz z nimi związany zostanie bezpiecznie przesłany pomiędzy wszystkimi węzłami komunikacyjnymi. "Gdy tylko kwantowe przetwarzanie danych wejdzie do użytku, ludzie muszą być przygotowani na to, jak chronić dane i jak budować systemy odporne na nowe zagrożenia cybernetyczne" - ocenia Todd Moore, starszy wiceprezes Thales.

Ale jak to zwykle bywa z nowinkami technicznymi - zwłaszcza tymi, które mają potencjalnie tak poważne, dalekosiężne konsekwencje, jak informatyka kwantowa - cyberprzestępcy też pewnie zaczną rozważać sposoby zaprzęgnięcia ich do pomocy w swych codziennych działaniach. W najgorszym przypadku konieczne będzie doposażenie całej obecnej generacji rozwiązań kryptograficznych w nowe algorytmy, bardziej odporne na złamanie w drodze przetwarzania kwantowego.

Skala wykorzystania macierzy pamięci masowej, baz danych i innych lokalizacji przechowywania danych sprawia, że należyte zabezpieczenie się przed nowymi typami zagrożeń będzie być nie lada wyzwaniem. Firmy takie jak Thales pracują więc nad możliwościami, dzięki którym wszystkie obiekty zaszyfrowane tradycyjną kryptografią mogłyby być automatycznie aktualizowane do najnowszych i najlepszych standardów.

Moore uważa, że w kwestii zagrożeń kwantowych niektóre przedsiębiorstwa chowają głowę w piasek, bowiem wywnioskowały, że zagrożenie to jest zbyt odległe w czasie, by zabezpieczanie się przed nim już teraz było priorytetem. Sytuacji nie poprawia fakt, że nie zostały jeszcze ustalone żadne standardy. Wciąż nie wiadomo, jaki jest algorytm kwantoodporny, na jakich zasadach odbywa się certyfikacja, itp.

Póki co, amerykański Narodowy Instytut Norm i Technologii pracuje już nad stworzeniem wspólnych ram, które umożliwiłyby stosowanie „kwantoodpornych” algorytmów kryptograficznych. Przedstawiciele NIST twierdzą, że projekty standardów dla takich algorytmów z kluczem publicznym mogą zostać przedstawione już w 2022 roku.

Moore spodziewa się, że najbliższych latach, być może już w 3. dekadzie XXI w. firmy rozpoczną wprowadzanie zabezpieczeń lub przynajmniej ich komponentów, by we właściwym momencie być w stanie dokonać aktualizacji i wdrożyć nowe normy. Tym bardziej, że na sierpniowej konferencji Black Hat/DefCon w Las Vegas można było zaobserwować większą niż kiedykolwiek wcześniej liczbę startupów z sektora informatyki kwantowej. Świadczy to o rosnącym zainteresowaniu tą dziedziną.


TOP 200