V tem trenutku se v raziskovalnih laboratorijih po vsem svetu odvija mrzlična tekma v razvoju popolnoma nove vrste računalnika, tako imenovanega kvantnega računalnika. Sočasno tudi kriptografi, ki ustvarjajo šifrirna orodja za varovanje naših podatkov, mrzlično iščejo rešitve za zaščito pred vdorom iz kvantnih računalnikov. Strokovnjaki sicer predvidevajo, da bo minilo še vsaj 10 let, preden bomo videli dovolj zmogljive kvantne računalnike, konzervativnejše ocene pa to številko potiskajo še dlje v prihodnost. Nedavni poskus z Googlovim kvantnim računalnikom je pokazal, kako lahko radikalno drugačen pristop kvantnega računalnika enostavno reši problem, ki ga klasični digitalni računalnik ne zmore.

KAJ JE KVANTNI RAČUNALNIK

Digitalni računalnik je osnovan na informacijskem pretoku digitalnih bitov, ki so lahko v stanju 0 ali 1. Kvantni računalnik (QC) ne uporablja bitov, temveč kvantne bite ali kubite, ki so veliko bolj zmogljivi, pa tudi kompleksnejši. Tako imenovana kvantna superpozicija je opisana z uporabo kompleksnih matematičnih števil. Binarni bit si lahko predstavljamo s kovancem na mizi, ki ima eno ali drugo stran in tako dve možni stanji. Kubit predstavlja ta isti kovanec, ki se vrti v zraku in ima lahko mnogo stanj in hkrati vpliva na druge lebdeče kovance. Možnosti kvantnega računalnika pri reševanju zapletenih problemov so neomejene. Lahko bolje napoveduje gibanje finančnih trgov, izboljša vremenske napovedi, pa tudi pri zlomi kritične šifrirne sisteme, ki danes veljajo za varne.

KVANTNA KRIPTOGRAFIJA

Zmogljivost kvantnih računalnikov ogroža mnoge sodobne šifrirne sisteme, ki nam omogočajo zasebnost in preverjanje avtentičnosti naprav, s katerimi komuniciramo. Da bi bolje razumeli, kako kvantni računalniki ogrožajo današnje šifriranje, je potrebno razumeti koncept kriptografije. Poznamo simetrično in asimetrično kriptografijo z algoritmi, ki so sestavljeni iz dveh matematično povezanih ključev, zasebnih in javnih. Javni ključ šifrira, zasebni ključ pa pozna le tista stran, ki dešifrira podatke. Asimetrična kriptografija se danes uporablja pri vsakodnevni komunikaciji. Verjetno najbolj razširjen algoritem RSA se uporablja za zaščito spletnih brskalnikov, aplikacij za klepet ali VPN. Daljši je ključ, več bitov ima, težje je zlomiti šifriranje. Trenutni računalniki ne zmorejo zlomiti algoritma RSA, že zdaj pa se strokovnjaki zavedajo, da se bo s kvantnim računalnikom to prej ali slej zgodilo. Kvantni računalnik bi lahko preprosto posnemal identiteto druge naprave s podvajanjem digitalnih potrdil, kot so SSL/TLS, ki nam potrjujejo, da je neka naprava pristna.

Dobra novica je, da kvantnih napadov ne bodo izvajali povprečni kibernetski kriminalci, saj bodo naprave na voljo le ozkemu krogu strokovnjakov. Težko jih bo izdelati in uporabljale se bodo v nadzorovanih laboratorijskih okoljih. Pa tudi drage bodo. Posledično bodo pod nadzorom nacionalnih držav, majhne peščice velikih gospodarskih subjektov in akademskih organizacij. Kljub temu pa seveda ni zagotovila, da ne bodo nekoč uporabljene kot kibernetsko orožje za napačne strateške cilje.

OBRAMBA PRED KVANTNIMI NAPADI

Kaj torej storiti za zaščito pred kvantnimi napadi in kako blizu smo kvantno varnim algoritmom? Google, IBM in Microsoft jih že razvijajo, pridružila so se tudi druga tehnološka podjetja. Nekatere bolj konzervativne napovedi predvidevajo, da smo vsaj desetletje oddaljeni od robustne, zmogljive in standardizirane uporabe kvantno varne kriptografije v kritičnih sistemih v realnem svetu. V tem trenutku je po dovolj že to, da se podjetja in korporacije zavedajo prihajajoče spremembe in že zdaj poskrbijo, da bo prehod kar najmanj boleč. Kvantno varna kriptografija je v neki meri že pripravljena in standardizacija ni daleč. Vse več vprašanj pa sproža problem zajema in kraje podatkov danes ter dešifriranje s kvantnim računalnikom v prihodnosti. Nekateri podatki bodo čez 10 ali 20 let zastareli in nezanimivi, skrb velja predvsem tistim informacijam, ki bodo še vedno strateško pomembne in izpostavljene vsakovrstnim zlorabam v bližajoči se kvantni dobi. Več o kriptografiji si preberite na blogu, ki ga piše Domen Zavrl, doktor ekonomije s specializacijo iz kriptografije na univerzi Stanford.