Skammtatölvur, dulkóðunarstríð og lok persónuverndar

Birting: Stuðningur þinn hjálpar til við að halda vefnum í gangi! Við þénum tilvísunargjald fyrir sumar þjónusturnar sem við mælum með á þessari síðu.


Skammtatölvur og lok persónuverndar

Frá stjórnvöldum til fyrirtækja til venjulegra einstaklinga er dulkóðun mikilvæg. Það er hvernig við höldum einhverju stigi friðhelgi einkalífs í lífi okkar. Það ver tölvupóstinn og kreditkortin okkar. Fyrir suma getur það verið spurning um líf og dauða. Og það er áhættusamt fyrirtæki. Við vitum aldrei hvort lykilorð okkar hafa verið í hættu eða hvort kerfin sem við notum bjóða upp á einhvers konar afturhurð sem gerir öðrum kleift að njósna um okkur. En í framtíðinni gætum við lent í miklu stærra máli: skammtatölvur.

Dulkóðun veltur á því að búa til stærðfræðilegar jöfnur sem taka nútímatölvur mjög langan tíma að leysa – lengur en aldur alheimsins. En skammtatölvur gætu breytt öllu þessu.

Hversu hratt væru skammtatölvur? Veldisvísis. Til að leysa 100 bita dulkóðunarvandamál myndi taka stafræn tölvu 250 skref. Það er:

1.000.000.000.000.000 skref!

Skammtatölva myndi taka aðeins 50 skref til að gera sama útreikning.

Svo hvað eru þessi ótrúlegu tæki? Þetta eru tölvur sem nýta kraft skammtafræði. Stafrænar tölvur geyma gögn í bitum. Þeir geta verið 0 eða 1. Magnstölvur eru byggðar á qubits. Þetta eru skammtakerfi tveggja ríkja – í raun að hluta 0 og að hluta til 1. Þetta er kallað skammtaafsöfnun. Hugsaðu: Köttur Schrödinger.

Þetta hljómar kannski ekki eins mikið, en heilt reiknikerfi hefur verið byggt ofan á skammtaafsöfnun. Og niðurstaðan er ólýsanlega hraðari tölva.

Eða það væri niðurstaðan ef einhver hefði getað smíðað alhliða skammtatölvu. Það er mjög erfitt að búa til qubits. Og þeir eru óstöðugir. Eins og stendur endast þær aðeins í röð nanósekúndna. En stórar stofnanir eins og þjóðaröryggisstofnunin og Google vinna að þeim. Og verið er að taka framförum.

Svo verða öll leyndarmál okkar fljótlega afhjúpuð? Munu skammtatölvur binda enda á einkalíf á netinu?

Fáðu allar upplýsingar hér að neðan.

Skammtatölvur, dulkóðunarstríð og lok persónuverndar

Skammtatölvur, dulkóðunarstríð og lok persónuverndar

Frá löggæslu til glæpamanna, ríkisstjórna til uppreisnarmanna og aðgerðarsinna til Facebook dabblers, margir hafa treyst á dulkóðun til að vernda stafrænar upplýsingar og halda samskiptum sínum öruggum. En núverandi dulkóðun gæti verið úrelt um leið og öllum tekst að byggja upp skammtatölvu. A hvað ?! Lestu áfram um hinn hugrakka nýja heim sem bíður okkar.

Tvöfaldur vs skammtafræði

  • Tvöfaldur

    • Dæmigerðar tölvur eru tvöfaldar – þær umrita upplýsingar sem röð 1s eða 0s

      • Þetta á jafnvel við um ofurtölvur, sem reka hundruð þúsunda, ef ekki milljónir, sinnum hraðar en venjulegar tölvur
    • Þessir 1 eða 0 eru kallaðir „bitar“

      • Svolítið hefur tvö ríki:

        • Á / 1
        • Slökkt / 0
  • Magn

    • Skammta hluti kallast „quibit“

      • Qubits geta ekki aðeins verið 1 eða 0, þeir geta verið báðir á sama tíma

        • Þetta er kallað „ofurposition“
        • Ákveðnar sameindir, frumeindir og rafeindir hafa verið notaðar sem kvóta
  • Gildi skammtatölvu

    • Einn qubit (eða bit) út af fyrir sig er ekki mikið að nota, en því fleiri tölur sem tölva hefur, þeim mun flóknari útreikningar geta verið gerðir
    • Eitt af því sem skammtatölvur geta gert betur en venjulegar tölvur er að ná lokamarkmiði með veldisbundinn minni fjölda aðgerða

      • Að taka stórar tölur til grundvallar, til dæmis – grundvöllur mikils dulkóðunar

Dulkóðun og þáttun stórra talna

  • Margar algengar tegundir dulkóðunar, svo sem RSA, Diffie-Hellman, og aðrir treysta á erfiðleikana við að leggja mikið af mörkum til öryggis fyrir dulkóðun þeirra (þó aðrir, svo sem EB og AES, geri það ekki)

    • Aðaltölur eru þær sem aðeins er hægt að deila með 1 og sjálfum sér

      • 1, 5, 7 osfrv.
    • Allar tölur hafa eina aðalstuðul

      • Þetta þýðir að hægt er að ná í hverja tölu með því að margfalda suma primes saman

        • 68 = 2 × 2 × 17
        • 3.654 = 2 × 3 × 3 × 7 × 29
    • Fyrir tölvu er tiltölulega einfalt að finna stóran frumtölu

      • Það er talsvert erfiðara að taka stórar tölur í ljós að það tekur mjög langan tíma að gera það

        • Venjulegar tölvur verða að fara í gegnum hvert prímatengi þar til þær ná réttu mengi
        • Jafnvel ofurtölvur – sem hafa marga örgjörva sem vinna samhliða – eiga í vandræðum með nógu stórar frumstillingar
    • Ef við hefðum tölvu sem gæti skipt langri skiptingu í milljónustu úr sekúndu, myndi það taka lengri tíma en líftíma sólar okkar að reikna með 100 stafa tölu.

      • Sólin okkar er búist við 15 milljarða ára líftíma.
    • Tíminn sem það myndi taka til að reikna út lykilinn er það sem gerir það að verkum að nota frumstuðul svo gagnleg fyrir dulritun.

Hvernig skammtatölvur klikka kóðann

  • Jafnvel tegund dulkóðunar sem notar ekki aðalstuðul treysta á þá staðreynd að marr-fjöldi marr krefst svo mörg skref að það er óframkvæmanlegt

    • Til að finna mynstrið í EB dulmál, til dæmis með 100 bita lykli myndi taka

      • Tvöfaldur tölva: 250 (yfir 1 fjórðungur) þrep
      • Skammtatölva: 50 skref
    • Venjuleg tölva þarf að vinna sig í gegnum alla útreikninga í einu

      • Uppdráttur skammtatölvu gerir það kleift að forðast óþarfa útreikninga

        • Fyrir vikið getur það fundið svarið hraðar og með mun færri skrefum

Hvar get ég fengið mína eigin skammtatölvu?

  • D-Wave Systems, Inc. markaðssetur D-Wave Two þeirra sem skammtatölvu, en aðrir sérfræðingar í tölvunarfræði eru ósammála því að þetta sé „rétta“ skammtatölva

    • Málið er að vél D-Wave nýtir sér einhverja skammtafræði, en hún er ekki alhliða skammtatölva, fær um að gera neina skammtaútreikninga
  • Hérna eru nokkrir þeirra sem vinna að því að smíða skammtatölvur og deilur á morgun:

    • Google

      • Google hefur unnið með D-Wave Systems síðan 2009
      • Í apríl 2014 starfræktu John Martinis og hópur UC Santa Barbara eðlisfræðinga með góðum árangri fimm kvarta með lágu skekkjuhlutfalli
      • Google réð Martinis og teymi hans til að vinna á skammtabúnaðarrannsóknarstofu sinni í september 2014
      • D-Wave vélin sem Google notar inniheldur flís með 512 qubits hlerunarbúnað í skammtaaflsmerki

        • Magn skammtaaðgerðarmaður leysir hagræðingarvandamál eins og „Hver ​​er skilvirkasta leiðin fyrir pakka til að fara um bæinn?“
      • Eins og stendur getur D-Wave vélin frá Google aðeins haldið qubits í ofurstöðu í nokkrar nanósekúndur

        • Samkvæmt Martinis hefur hann smíðað bitar sem geta varað í 30 míkrósekúndur (30.000 nanósekúndur)
    • Þjóðaröryggisstofnun (NSA)

      • Samkvæmt skjölum sem lekið er af Edward Snowden:

        • NSA er að smíða skammtatölvu sem er fær um að framkvæma dulmál
        • Það er hluti af rannsóknaráætlun NSA, sem er 79,7 milljónir dala, kallað „Penetrating Hard Targets“
    • Háskólinn í Nýja Suður-Wales í Ástralíu

      • Í október 2014 stofnuðu tvö aðskilin teymi vísindamanna við USW með góðum árangri qubits sem eru meira en 99,99 prósent nákvæmir
      • Bæði lið notuðu Silicon-28, samsæta, við gerð kvóta sinna þar sem það er fullkomlega ekki segulmagnaðir

        • Eitt teymi felldi fosfóratóm í sílikonið
        • Hitt liðið stofnaði og felldi síðan gervi atóm – í raun smári með einni rafeind sem er föst inni
      • Fosfór atómteymi setti heimsmet fyrir þann tíma sem hægt var að varðveita skammtaupplýsingar í sílikonkerfi áður en það fellur úr: 35 sekúndur

Skammta dulkóðun

  • Þó skammtatölvur myndu leyfa notendum að sprunga margs konar dulkóðun sem þegar er til staðar, myndu þau einnig hlúa að því að búa til ný tegund dulkóðunar, sérstaklega mjög örugga lykla

    • Auðkenni Quantique

      • Um ID Quantique

        • Með aðsetur í Genf, Sviss
        • Stofnað: 2001
        • Býður upp á neytendur skammtaauka dreifingu (QKD)

          • Byrjar árið 2004
      • QKD felur í sér að búa til og senda dulkóðunarlykil samtímis
      • Notaðu ljósleiðara
      • Vegna þess að mæling á skammtastigi upplýsinga hefur áhrif á það, gerir það „afveitu“ á sendingu nánast ómögulegt.

        • Ef einhver reyndi að mæla ljóseindirnar sem fóru um línuna myndi viðskiptavinurinn fá villuboð og enginn lykill væri búinn til
      • Kerfið er takmarkað hvað varðar svið

        • Það býður aðeins upp á svið allt að 62 mílur
        • Fyrirtækið hefur náð 155 mílum á rannsóknarstofunni
        • 248 mílur eru fræðileg mörk fyrir þessa aðferð
      • Par af sendandi móttakara kostar $ 97.000
    • Rannsóknarstofnunin um skammtafræði (IQC)

      • Um greindarvísitölu

        • Tengdur háskólanum í Waterloo í Ontario, Kanada
        • Stofnað: 2002
        • Einn af fáum stöðum í heiminum með skammtadreifingaraðila (QKD)
      • Um QKD

        • Verk QKD kallast „Alice“ og „Bob“

          • Alice er vél staðsett í höfuðstöðvum ICQ
          • Bob er vél staðsett við nærliggjandi jaðarstofnun
      • Eins og IQ Quantique, fer QKD IDC eftir eðli flækja agna til að tryggja að enginn geti „hlustað“ á samnýtingu dulkóðunarlykils
      • Í fyrsta lagi býr leysir við Háskólann í Waterloo flækjaðar ljóseindir

        • Alice fær helming þessara ljóseinda
        • Bubbi tekur á móti hinn helminginn
      • Ljóseindir hafa mælanleg gæði sem kallast „skautun“

        • Polarization hvers ljóseindar verður af handahófi
      • Ef bæði tækin mæla ljóseindirnar sínar munu þau hafa sömu skautun
      • Með því að tengja 1 eða 0 við ákveðna skautun geta Bob og Alice haldið áfram þar til handahófi myndaðs lykils þeirra er nógu löng fyrir dulkóðun þeirra
      • Þessi aðferð er mjög örugg vegna þess að:

        • Sérhver tilraun til að „hlusta“ á merki mun láta vita af sér
        • Það er engin leið að vita hvaða pólun ljóseindirnar munu hafa fyrirfram

          • Þannig er engin leið að „vinna aftur á bak“ og reikna út lyklana

Lifðu eftir skammtatölvunni, deyr af skammtatölvunni? Það lítur vissulega út eins og að lokum muni skammtatölvur gera hefðbundinn tvöfaldan dulkóðun úreltan. En þetta mun gerast á sama tíma og skammtatölvur skapa alveg nýtt gagnaöryggi. Og dulkóðunarvopnakapphlaupið mun halda áfram.

Heimildir: arstechnica.com, cacr.uwaterloo.ca, computer.howstuffworks.com, computerworld.com, dwavesys.com, idquantique.com, learningcryptography.com, mathworld.wolfram.com, móðurborð.vice.com, nature.com, fréttir. ucsb.edu, pumpkinprogrammer.com, quora.com, sciencealert.com, scienceblogs.com, searchsecurity.com, technologyreview.com, tried.com, universetoday.com, uwaterloo.ca, washingtonpost.com, web.stanford.com, webopedia.com, whatis.techtarget.com, wired.com, youtube.com.

Heimildir

  • Dulkóðun þín verður gagnslaus gagnvart tölvusnápur með skammtatölvur
  • Til hvers eru ofurtölvur notaðir?
  • Hvað gerir ofurtölvu?
  • Skammtafræði
  • Qubit
  • Saga tveggja kvúbita hvernig skammtatölvur vinna
  • Bitar og Bytes
  • Inngang að tvíundatölu
  • Hvernig virkar skammtatölva?
  • Fosfór-atóm skammtatölvuvélin
  • Skammtafræði 101
  • Forsætisstig
  • Reiknirit RSA
  • Diffie-Hellman bókun
  • Dulritun opinberra lykla
  • Af hverju er tölfræði í upphafsmál erfitt vandamál
  • Hver er lífsferill sólarinnar
  • NSA leitast við að smíða skammtatölvu sem gæti sprungið flestar tegundir dulkóðunar
  • Klukkan tikkar fyrir dulkóðun
  • Ruglaður saman um skammtafræðiverkefni NSA? Þessi MIT tölvunarfræðingur getur skýrt frá
  • D-bylgja
  • Dulkóðun þín verður gagnslaus gagnvart tölvusnápur með skammtatölvur
  • Ofurleiðandi Qubit Array stig Way Quantum tölvur
  • Maðurinn sem byggir fimmta kvaðtölvu Google
  • Sönnunargögn fyrir skammtaaukningu með meira en hundrað kúbítum
  • Google setur af stað átak til að smíða sína eigin skammtatölvu
  • Ástralskir vísindamenn hafa búið til nákvæmustu skammtafræðitækni
  • Auðkenni Quantique
  • Málið fyrir skammtadreifingu (PDF)
Jeffrey Wilson Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me