Kwantowe komputery – kolejny krok i co to ma wspólnego z kryptografią.

Tak po pierwsze przeprosiny dla osób czytających tego bloga które przywykły do tego,że zwykle moje nowe wpisy pojawiają się w Niedzielę.Czasem regularności jak widać nie ma,człowiek nie zegarek,czasem pisanie czegoś dłuższego trzeba odłożyć na później.Jeśli nic nie wrzucę do środy, wrzucę w weekend – obiecuję.

Jeśli jednak o nieregularności mowa,to ten krótki wpis będzie na temat informatyki kwantowej.Jak informuje blog geekweek i serwis internetowy czasopisma NewScientist na uniwersytecie KwaZulu-Natal w Durbanie (RPA) po raz pierwszy zrealizowano w praktyce wykonanie algorytmu Simona.Całość opisano w artykule „Experimental Realization of a One-Way Quantum Computer Algorithm Solving Simon’s Problem” czasopisma Physical Review Letters.Co prawda ten algorytm sam nie jest niczym nadzwyczajnym,ale problem z komputerami kwantowymi jest taki,że kwestią czasu jest,gdy  wdrożony na nich zostanie inny algorytm.Algorytm faktoryzacji Shora. Zagrożenie,że ten algorytm zostanie użyty niwecząc skuteczność takich szyfrów jak RSA jest oczywiste.Podatne na ataki kwantowe są w gruncie rzeczy również inne algorytmy szyfrowania,np. algorytm ElGamala. W praktyce więc poważny problem dotyczy dużej części – jeśli nie całości – współczesnej kryptografii klucza publicznego. W dodatku, stosowana jako lekarstwo na wady algorytmu RSA kryptografia krzywych eliptycznych (ECC) będzie bardziej podatna na kryptoanalizę kwantową,niż analogicznej długości klucze RSA ! Podatna będzie także kryptografia krzywych hiperbolicznych (HECC).Mało tego,odpowiednie zastosowanie algorytmu Groovera (w teorii służącego do przeszukiwania nie posortowanej bazy danych,w praktyce – pomocnego w kryptoanalizie) również oznacza osłabienie wielu stosowanych szyfrów (co będzie wymagało odpowiednio dłuższych kluczy)

No dobrze. Jakie znaczenie w praktyce ma niebezpieczeństwo złamania szyfru przez komputer kwantowy ?

Algorytmu RSA i kryptografii krzywych eliptycznych,używają/używały m.in:

  • karty sieciowe
  • „bezpieczna” telefonia komórkowa
  • SSL
  • Podpisy cyfrowe
  • PGP (i przynajmniej częściowo – programy pochodne,o ile używać będą tych szyfrów)

Co prawda, istnieją już dziś algorytmy odporne na wszelkie znane ataki kwantowe – np. algorytm McEliece [Wikipedia][Artykuł na temat jego odporności]. Nieco dokładniejsze,lecz bardzo techniczne informacje, na temat kwantowych ataków na algorytmy kryptograficzne przy użyciu komputerów, można znaleźć w artykule „Classical Encryption and Authentication under Quantum Attacks„. Co równie ważne, algorytmy takie jak AES,czy funkcje hashujące (np. SHA-2) najprawdopodobniej pozostaną stosunkowo bezpieczne przed atakiem kwantowym,choć ich efektywność zostanie zmniejszona do skuteczności kluczy o połowę krótszych.Np klucz 256 bitowy będzie dla komputera kwantowego porównywalny z 128 bitowym.Nie należy jednak zapominać,że mogą one mieć inne słabości…

Kiedy kwantowe komputery zostaną wdrożone na serio do łamania takich szyfrów ? Nie dowiemy się raczej.

Jest przecież oczywiste,że w momencie uruchomienia programów umożliwiających łamanie złożonych szyfrów na komputerach kwantowych, odpowiednie rządy i instytucję będą to trzymać (a może już trzymają ?) w tajemnicy.

Mimo to,nie popadajmy póki co w panikę.Łamanie szyfrów przez komputery kwantowe na dużą skalę to kwestia co najmniej kilku lat,a przy odrobinie szczęścia kilkunastu.Rzecz jednak w tym,że należy się liczyć z tym,że w dłuższej perspektywie wszelkie zaszyfrowane szyframi podatnymi na kwantową kryptoanalizę,które będą gdzieś przechowywane,będą mogły być zdekodowane…

Reklamy

3 thoughts on “Kwantowe komputery – kolejny krok i co to ma wspólnego z kryptografią.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s