Νέα γαλλική μελέτη με τη χρήση cat qubits ρίχνει τις απαιτήσεις hardware για το σπάσιμο της τραπεζικής κρυπτογράφησης κατά σαράντα φορές, φέρνοντας πιο κοντά το τέλος των παραδοσιακών κωδικών ασφαλείας.
Η ψηφιακή ασφάλεια που προστατεύει σήμερα τις τραπεζικές μας συναλλαγές, τις αγορές με κάρτα και τους κωδικούς μας στο διαδίκτυο ίσως αποδειχθεί πολύ πιο ευάλωτη απέναντι στους κβαντικούς υπολογιστές σε σχέση με ό,τι πιστεύαμε μέχρι τώρα. Μια νέα επιστημονική μελέτη εκτιμά ότι ένα μελλοντικό κβαντικό σύστημα, βασισμένο σε μια πιο εξελιγμένη αρχιτεκτονική, θα μπορούσε να σπάσει το πανίσχυρο πρότυπο ασφαλείας RSA-2048 σε μόλις 3,14 ημέρες.
Πριν προλάβετε να πανικοβληθείτε και να αλλάξετε τραπεζικούς λογαριασμούς, να ξεκαθαρίσουμε ότι κάτι τέτοιο είναι αδύνατο να συμβεί σήμερα. Οι επιστήμονες υπολόγισαν σε θεωρητικό επίπεδο τι είδους μηχάνημα θα χρειαζόταν για να πετύχει αυτό το ψηφιακό ριφιφί, ωστόσο τα συμπεράσματά τους δείχνουν ότι η κβαντική απειλή πλησιάζει πολύ πιο γρήγορα από ό,τι περιμέναμε.
Γιατί το σύστημα RSA προστατεύει όλο το διαδίκτυο
Το πρωτόκολλο RSA αποτελεί την αόρατη κλειδαριά πίσω από κάθε ασφαλή σύνδεση στο ίντερνετ. Στηρίζεται σε μια πανέξυπνη μαθηματική παγίδα. Είναι πανεύκολο για οποιοδήποτε κομπιούτερ να πολλαπλασιάσει δύο τεράστιους πρώτους αριθμούς, αλλά είναι πρακτικά αδύνατο για ένα συμβατικό μηχάνημα να κάνει την αντίστροφη διαδρομή, δηλαδή να ανακαλύψει ποιοι ήταν αυτοί οι δύο αριθμοί μέσα από ένα γιγαντιαίο ψηφιακό αποτέλεσμα εκατοντάδων ψηφίων. Ένας κανονικός υπερυπολογιστής θα χρειαζόταν χιλιάδες χρόνια συνεχών δοκιμών για να βρει το σωστό κλειδί.
Εδώ ακριβώς αλλάζουν όλα με τους κβαντικούς υπολογιστές. Χάρη στους νόμους της κβαντικής φυσικής και στον περίφημο αλγόριθμο του Peter Shor, μια τέτοια μηχανή δεν δοκιμάζει έναν συνδυασμό τη φορά, αλλά μπορεί να σαρώσει αμέτρητες πιθανότητες ταυτόχρονα, βρίσκοντας τη λύση σε ελάχιστο χρόνο. Το μοναδικό πρόβλημα μέχρι σήμερα ήταν ότι για να σπάσει το RSA χρειαζόταν ένας κβαντικός κολοσσός με εκατομμύρια επεξεργαστικά στοιχεία (qubits).
Η ανακάλυψη των Γάλλων που αλλάζει τα δεδομένα
Ερευνητές από τη γαλλική εταιρεία Alice & Bob σε συνεργασία με το επιστημονικό κέντρο Inria Rennes δημοσίευσαν μια μελέτη στο αποθετήριο ερευνών arXiv που αλλάζει ριζικά τα νούμερα. Αντί για τα κλασικά qubits που είναι εξαιρετικά ευαίσθητα και κάνουν συνεχή λάθη από την παραμικρή παρεμβολή θερμοκρασίας, χρησιμοποίησαν τα λεγόμενα cat qubits, τα οποία έχουν την ικανότητα να αυτοδιορθώνουν αυτόματα τα ψηφιακά τους σφάλματα.
Με αυτό το νέο κόλπο, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι δεν χρειάζονται πλέον εκατομμύρια qubits, αλλά αρκούν μόλις 22.593 cat qubits για να διαλύσουν την κρυπτογράφηση RSA-2048 μέσα σε περίπου τρεις ημέρες. Μάλιστα, αν συνδεθούν παράλληλα δέκα τέτοιοι υπολογιστές, ο χρόνος πέφτει σε μόλις μία ώρα και ένα τέταρτο.
Κινδυνεύει το Bitcoin και τα κρυπτονομίσματα;
Οι επιστήμονες εξέτασαν και τα μαθηματικά συστήματα που προστατεύουν τα ψηφιακά πορτοφόλια των κρυπτονομισμάτων όπως το Bitcoin. Εκεί, ένα μηχάνημα με σχεδόν 29.500 cat qubits θα μπορούσε να σπάσει το κλειδί ασφαλείας σε περίπου μία ώρα.
Αυτό δεν σημαίνει ότι κάποιος μπορεί να κλέψει Bitcoin στο άψε σβήσε. Στο δίκτυο του Bitcoin οι συναλλαγές επιβεβαιώνονται και κλειδώνουν οριστικά κάθε δέκα λεπτά, οπότε μια επίθεση που απαιτεί πάνω από μία ώρα δεν προλαβαίνει να αλλοιώσει μια μεταφορά χρημάτων σε πραγματικό χρόνο. Δείχνει όμως ότι μακροπρόθεσμα ακόμα και τα συστήματα του blockchain θα χρειαστούν αναβάθμιση απέναντι στην κβαντική απειλή.
Γιατί δεν υπάρχει άμεσος κίνδυνος σήμερα
Στην πραγματική ζωή, κανένα εργαστήριο στον κόσμο δεν έχει καταφέρει ακόμα να κατασκευάσει έναν επεξεργαστή με 23.000 τέτοια σταθερά qubits. Τα σημερινά πειραματικά τσιπ διαθέτουν ελάχιστα qubits και μπορούν να παραμείνουν σταθερά μόνο για μερικά λεπτά, απέχοντας πάρα πολύ από τις απαιτήσεις μιας τέτοιας επίθεσης.
Ο πραγματικός κίνδυνος για τον οποίο προειδοποιούν οι ειδικοί κυβερνοασφάλειας ονομάζεται υποκλοπή τώρα και αποκρυπτογράφηση αργότερα. Κάποιες ξένες μυστικές υπηρεσίες και κυβερνοεγκληματίες υποκλέπτουν και αποθηκεύουν από σήμερα τεράστιες ποσότητες κρυπτογραφημένων τραπεζικών και κρατικών δεδομένων, με το σκεπτικό ότι σε δέκα χρόνια από τώρα θα έχουν στα χέρια τους έναν κβαντικό υπολογιστή για να ανοίξουν τα αρχεία αυτά σαν κονσέρβα.
Με τη ματιά του Techmaniacs
Το μεγάλο καμπανάκι αυτής της έρευνας είναι ότι η τεχνολογία τρέχει με ταχύτερους ρυθμούς από ό,τι υπολογίζαμε. Όταν οι απαιτήσεις για το σπάσιμο των κωδικών πέφτουν μέσα σε λίγα χρόνια από τα εκατομμύρια επεξεργαστών σε μερικές χιλιάδες, καταλαβαίνει κανείς ότι το περιθώριο αντίδρασης στενεύει.
Οι τράπεζες και οι τεχνολογικοί κολοσσοί έχουν ήδη ξεκινήσει τη μετάβαση στη λεγόμενη μετακβαντική κρυπτογραφία, δημιουργώντας νέες μαθηματικές κλειδαριές που δεν μπορούν να λυθούν ούτε από κβαντικούς υπολογιστές. Το σίγουρο είναι πως όποιος καθυστερήσει να προσαρμοστεί στα νέα δεδομένα, θα βρεθεί εκτεθειμένος όταν η κβαντική εποχή χτυπήσει οριστικά την πόρτα μας.
