Эксперименты Google с пост-квантовыми криптографическими алгоритмами в Chrome
Google экспериментирует с новой постквантовой криптографией - могут ли они помешать квантовым компьютерам взломать современные методы шифрования?
Криптография - это исследование и искусство кодирования, возникшее тысячелетиями назад в шифровании сообщений. В современных условиях, однако, он имеет совершенно другую коннотацию.
В эпоху информации криптография представляет собой борьбу за распространение или хранение данных, не оставляя ее уязвимой для проникновения. Этими данными могут быть медицинские записи, банковская информация, цифровая интеллектуальная собственность, такая как музыка, классифицированные правительственные файлы или даже просто блокировка на смартфоне.
До сих пор криптография полагалась на создание кодов с такими высокими уровнями вычислительной твердости, что функционально невозможно сломать. Несмотря на то, что сам код способен сломаться, он просто слишком усложняется для взлома даже продвинутых компьютеров.
То есть, до появления квантовых компьютеров.
На что способны квантовые компьютеры?
Квантовые компьютеры способны гораздо больше, чем наши средние классические компьютеры, но только в нескольких аспектах.
Например, квантовый компьютер использует физику квантовой механики для решения напряженных задач с многочисленными переменными. Пожалуйста, обратитесь к моей статье об основах квантовых вычислений для более полного объяснения того, насколько практичны квантовые компьютеры, а также как они читают данные.
Короче говоря, классический компьютер кодирует данные в двоичные биты, которые являются либо «0», либо «1». Напротив, квантовый компьютер использует квантовые биты (или «кубиты»), которые могут быть «0» и «1» одновременно. Ниже представлено представление о том, как классический и квантовый компьютер считывает и выводит данные соответственно.
Изображение предоставлено Калифорнийским технологическим институтом (PDF)
Основное различие между ними - их массивный параллелизм. Параллелизм по существу означает, что если вы возьмете проблему и разделите ее должным образом, квантовый компьютер сможет работать на каждой из разделенных частей одновременно. Классическому компьютеру нужно будет последовательно работать на разделенных частях линейно, последовательно.
Вопросы или проблемы, связанные с погодой, аэродинамикой или даже логистикой, могут быть решены гораздо быстрее, чем на однопроцессорном классическом компьютере. Мы не будем вдаваться в эту статью более подробно из-за сложности предмета.
Google расследует ограничения квантовых компьютеров
При всем этом говорится, что сейчас вопрос: что не могут делать квантовые компьютеры?
Это именно то, что Google интересует и вникает.
Благодаря такой необычной вычислительной мощности квантовый суперкомпьютер может помочь нам решить многие вопросы математики и науки.
Но такой компьютер также создает довольно большую угрозу, когда дело доходит до криптографии: любая программа, использующая алгоритмы шифрования для обеспечения безопасности своих пользователей, теоретически может быть взломана квантовым компьютером.
Google опубликовал эту статью в своем блоге 7 июля. В нем они выражают озабоченность по поводу возможных приложений, которые могут иметь квантовые компьютеры, когда дело доходит до шифрования данных. Они также предупреждают, что достаточно продвинутый квантовый компьютер, даже один из созданных десятилетий, сможет ретроактивно расшифровывать информацию, которую сегодня обменивают.
Google экспериментирует с постквантовой криптографией в своем браузере Chrome. По сути, постквантовая криптография - это искусство создания криптографических алгоритмов, которые на сегодняшний день считаются защищенными от атаки с квантового компьютера, такого как D-Wave 2X.
Google экспериментирует, используя часть своих соединений между настольной версией Chrome и серверами данных Google. Между соединениями используется криптографический алгоритм. Это означает, что существует (относительно небольшой) шанс, что соединения, которые вы используете в Chrome, проверяют постквантовый алгоритм. Однако стоит отметить, что этот алгоритм накладывается поверх описанного ранее алгоритма безопасности Google, поэтому тестирование может быть выполнено с гарантией полной безопасности для пользователей.
Вы можете узнать, проверен ли алгоритм в настоящее время, если вы проверите инструмент dev, панель безопасности и найдите обмен ключами «CECPQ1».
Пример алгоритма, используемого в GooglePlay. Изображение предоставлено блогом безопасности Google
Алгоритм, который Google использует для этих тестов, был разработан Эрдем Алким, Лео Дукасом, Томасом Пёппельманом и Питером Швабе. Они назвали его «Новой надеждой».
Эксперимент проходит в канале Google Can Canary. Ссылаясь на «канарейку на угольной шахте», название «Канарские острова» отражает цель канала: для разработчиков было разработано тестирование последних обновлений для Chrome с целью определения того, какие обновления могут быть вредными для их общего браузера. Если обновление отправляет Canary down, они знают, что обновление не должно использоваться для Chrome в целом. Эта изолированная среда является идеальным местом для экспериментов Google с постквантовой криптографией.
Сегодняшние достижения в области квантовых технологий по-прежнему далеки от возможности разбить алгоритмы шифрования и декодировать данные с защищенных серверов. Вероятно, достаточно много времени, прежде чем эта технология будет создана, произведена и доступна на потребительском рынке. Хотелось бы надеяться, что в течение этого времени инженеры смогут разработать сильную линию защиты от этого нового поколения криптографических опасностей.