Čínski vedci priblížili deň Q. Čo to znamená pre ľudstvo?

Peking 18. januára 2023 (HSP/Svpressa/Foto:Xinhua/Global Look Press)

Znamená to, že nová “digitálna revolúcia” je o krok bližšie?

Čínski vedci sa naučili “skrížiť” dva druhy počítačov – obyčajný a kvantový. Nastáva takzvaný deň Q, keď sa všetky bežné metódy šifrovania údajov ukážu ako neúčinné. A “digitálny” svet, ktorý sa vybudoval za posledné desaťročia, sa bude musieť úplne zmeniť.

Digitálne podpisy prelomené, blockchainy na ceste

Čínski výskumníci zo Štátneho výskumného laboratória pre matematické inžinierstvo a pokročilé výpočty v Čeng-čou ohromili svetových kryptografov oznámením, že sa im podarilo prelomiť 2048-bitovú šifru RSA.

RSA je štandardná metóda šifrovania, ktorá sa používa na bezpečný prenos údajov na celom svete od roku 1977. Táto metóda sa používa pri elektronických digitálnych podpisoch.

Pokročilejšie systémy (napríklad kryptomeny) používajú pokročilejšiu techniku, eliptickú kryptografiu, ktorá bola vynájdená už v roku 1992. Hoci je rovnako prístupná aj “kvantovému” hackingu. Koniec koncov, všetky súčasné šifry sú založené na rovnakom princípe. Súbor alebo správa sa prevedie na súbor náhodných čísel. Iba osoba, ktorá vlastní súkromný kľúč, môže potom z tejto sekvencie “poskladať” pôvodný súbor. Jediným rozdielom je zložitosť vzorca použitého na generovanie takéhoto kľúča v rámci uzavretej siete.

Metóda, ktorú použili Číňania, je revolučná – použili hybrid kvantových a klasických počítačov. Predpokladá sa, že tento prelomový objav v kryptografii môže spôsobiť, že podnikové siete (a internet vo všeobecnosti) sa stanú zraniteľnými voči kyberzločincom.

Ale len vtedy, ak sa technika dostane do rúk zloduchov. V opačnom prípade sa títo zloduchovia dajú zvládnuť.

Globálna kryptografia je v súčasnosti ako hra na mačku a myš. Rozvíjajúci sa priemysel kvantovej výpočtovej techniky musí nahradiť konvenčné šifrovanie takzvaným “post-kvantovým” šifrovaním. Útoky hackerov vyzbrojených touto metódou by mohli byť potenciálne oveľa silnejšie ako ich klasické náprotivky. “Postkvantoví” hackeri by teda mohli prelomiť existujúce šifry – aj tie najsofistikovanejšie – v priebehu niekoľkých hodín alebo dní.

Predpoklad, že kvantové počítače nakoniec prelomia dnes bežné šifrovanie RSA, vychádza z algoritmu, ktorý v roku 1994 uverejnil matematik Peter Shnorr. A táto hypotéza odvtedy čakala na praktické potvrdenie už takmer tridsať rokov.

Ide o to, že “prelomenie” šifier si vyžaduje veľký, stabilný kvantový počítač s miliónmi qubitov (to je jednotka kvantového výpočtového výkonu – podobná bitu). Takéto počítače sa stanú bežnou záležitosťou už o niekoľko rokov. Najpokročilejším strojom v súčasnosti je IBM Osprey, ktorý má 433 qubitov – počítač bude plne funkčný tento rok.

TechMonitor: Hybridná výpočtová technika s bitmi a qubitmi je biznisom budúcnosti

Čínskym výskumníkom sa podarilo vytvoriť unikátny algoritmus, vďaka ktorému sú dnešné “nízkoúrovňové” počítače efektívnejšie, než sa zdá, Číňania prevzali matematické riešenie, ktoré navrhol nemecký matematik Claus-Peter Schnorr: vypočítal, že rozkladom veľkých čísel na násobky možno šifrovacie kódy ľahko prelomiť aj klasickým počítačom.

Čínskym vedcom sa podaril nezvyčajný trik. Časť výpočtov “zverili” kvantovému počítaču (s výkonom len 10 qubitov) a časť ponechali bežnému stroju.

Vedecká práca čínskych vedcov, ako píše expert Ryan Morrison v TechMonitor, odráža rastúcu túžbu po hybridných počítačoch. Mnohé výskumné ústavy sa snažia spojiť klasické a kvantové výpočty: napríklad Ústav pre fyzikálno-chemický výskum v Japonsku sa snaží “pripojiť” kvantový počítač k vlastnému superpočítaču Fugaku. Na rozdiel od čínskych pokusov však tieto zatiaľ neboli úspešné.

Moment, keď kvantový počítač samostatne (teda bez “pomoci” bežného počítača) prelomí kryptografické šifry, je medzi výskumníkmi známy ako deň Q. Ešte prednedávnom sa zdalo, že je to vzdialené desaťročia, ale vďaka prelomovému objavu čínskych vedcov v oblasti kvarkových výpočtov je deň Q bližšie, píše Ryan Morrison.

Keď ľudstvo, vďaka Číňanom, dosiahne deň Q, miera lámania šifier sa jednoducho zvýši. A budeme musieť prejsť na úplne novú, doteraz nepredstaviteľnú kryptografiu – teda metodiku šifrovania a prenosu digitálnych údajov. Napríklad na eliptickú kryptografiu.

Pre vedcov je deň Q rovnako dôležitý ako dosiahnutie technologickej singularity – keď sa umelá inteligencia stane úplne sebestačnou.

V súčasnosti mnohé korporácie (nielen čínske, ale napríklad aj Samsung alebo JPMorgan) neinvestujú obrovské sumy do vytvorenia kvantových počítačov, ale predovšetkým do vývoja metód kvantového šifrovania dát.

Huawei ani Baidou nechcú čakať, kým hackeri vyzbrojení kvantovými počítačmi získajú prístup k ich údajom. Je lepšie pripraviť sa vopred.