kryptografia kwantowa

Kryptografia kwantowa

Komputer kwantowy

Ostatnio trochę głośniej zaczęto mówić o komputerach kwantowych. Stało się tak za sprawą doniesień, jakoby kwantowemu komputerowi Google udało się uzyskać przewagę kwantową. Przewaga kwantowa polega na praktycznym przeprowadzeniu za pomocą komputera kwantowego obliczeń, które byłyby niemożliwe z użyciem najnowocześniejszych komputerów tradycyjnych. Dotychczas możliwe było to tylko w teorii. We wrześniu NASA przez przypadek ujawniło na swoich serwerach dokumenty, z których wynikało, że przy pomocy komputera kwantowego Google udało się w 200 sek. dokonać obliczenia, które najszybszym współczesnym komputerom zajęłoby 10 tys. lat! Dokumenty te szybko jednak zniknęły z serwerów NASA, a pytane o komentarz Google milczy.

(Aktualizacja 25.10.2019 – Google już nie milczy)

Nawet jeżeli doniesienia okażą się prawdziwe, to od tego pierwszego eksperymentu do jakichkolwiek komputerów kwantowych droga jest jeszcze bardzo daleka. Będzie to jednak potwierdzenie, iż coś co dotychczas możliwe było tylko w teorii za jakiś czas może stać się rzeczywistością.

Zagrożenia dla kryptografii

Pojawienie się komputerów kwantowych ze względu na ich o rzędy wielkości potężniejszą moc obliczeniową będzie oznaczało zagrożenie dla używanych obecnie algorytmów szyfrujących. Bezpieczeństwo w kryptografii opiera się bowiem na długości klucza. Im dłuższy klucz, tym więcej czasu potrzeba na jego złamanie. Jak wynika z eksperymentu Google, tysiące lat konieczne do złamania kluczy współczesnych algorytmów dla komputera kwantowego mogą się jednak okazać sekundami. Za wcześniej jest jeszcze aby wpadać w panikę, ale powoli należy zacząć myśleć o rozwiązaniach alternatywnych.

Kryptografia kwantowa

Oprócz badań nad komputerami kwantowymi, od końca lat 80. ubiegłego stulecia prowadzone są całkiem zaawansowane badania nad kryptografią kwantową. Powstały już nawet pierwsze urządzenia. Na razie ograniczają się one do mechanizmów kwantowej dystrybucji klucza (QKD), ale to już całkiem sporo. Dystrybucja klucza w kryptografii jest sporym wyzwaniem, ponieważ musi odbyć się przed nawiązaniem bezpiecznego kanału komunikacji. I tutaj okazuje się, że fizyka kwantowa nadaj się do tego dużo lepiej niż modele matematyczne. Każdy algorytm matematyczny da się bowiem złamać. Kryptografia kwantowa opiera się natomiast na prawach fizyki, których złamać się nie da. Całe zagadnienie trudno wyjaśnić bez robienia doktoratu z fizyki, ale spróbujmy chociaż trochę to zrozumieć (nie będę nawet udawał, że mi się to udało). Otóż jedną z cech fotonów jest to, iż zmieniają one swoje właściwości w zależności od tego czy są obserwowane, czy nie. Jeżeli więc na etapie dystrybucji klucza ktoś go „podejrzy” spowoduje tym samym jego „zakłócenie” i wykrycie tego faktu przez strony uczestniczące w komunikacji. Bardzo fajnie zachowanie fotonów opisał dla przeciętnego laika Andrzej Dragan na Poznańskim TEDx-ie:

Quantum hacking

Okazuje się jednak, że wśród fizyków kwantowych też są hakerzy. Jeżeli temat kryptografii kwantowej Was zainteresował, to na łamach Zaufanej Trzeciej Strony znajdziecie bardzo obszerny artykuł w tym temacie przygotowany przez Teodora Buchnera z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej. A tam przeczytacie m.in. o Vadimie Makarovie – pierwszym hakerze kwantowej kryptografii. Ostrzegam jednak, straciłem na to pół dnia i nadal mam tylko bardzo ogólne pojęcie 🙂 A jeżeli dysponujecie chociaż godzinką, to ten wykład dr Krzysztofa Pawłowskiego będzie w sam raz.


„Bezpieczna Pigułka” to codzienna, mała dawka wiedzy z zakresu cyberbezpieczeństwa. Wszystkie teksty z tej kategorii znajdziesz TUTAJ.


Zostaw e-mail aby otrzymać powiadomienia o nowościach oraz dostęp do wszystkich bonusowych materiałów przygotowanych wyłącznie dla subskrybentów.

Leave a Reply

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.