Kvantiniai kompiuteriai, šifravimo karai ir privatumo pabaiga

Atskleidimas: Jūsų palaikymas padeda išlaikyti svetainę! Mes uždirbame siuntimo mokestį už kai kurias paslaugas, kurias rekomenduojame šiame puslapyje.


Kvantiniai kompiuteriai ir privatumo pabaiga

Nuo vyriausybės iki verslo nuolatiniams asmenims svarbu šifruoti. Štai kaip mes gyvenime palaikome tam tikrą privatumo lygį. Tai apsaugo mūsų el. Paštą ir kredito korteles. Kai kuriems tai gali būti gyvybės ir mirties klausimas. Tai rizikingas verslas. Mes niekada nežinome, ar nebuvo pažeisti mūsų slaptažodžiai, ar mūsų naudojamos sistemos suteikia kažkokį užpakalinį duris, leidžiančius kitiems šnipinėti mus. Tačiau ateityje galime susidurti su daug didesne problema: kvantiniais kompiuteriais.

Šifravimas priklauso nuo to, ar bus sukurtos matematinės lygtys, kurias išspręsti šiuolaikiniai kompiuteriai užima ypač ilgą laiką – ilgiau nei Visatos amžius. Bet kvantiniai kompiuteriai visa tai galėtų pakeisti.

Kaip greiti būtų kvantiniai kompiuteriai? Eksponentiškai. Norėdami išspręsti 100 bitų šifravimo problemą, skaitmeniniame kompiuteryje reikėtų atlikti 250 žingsnių. Tai yra:

1 000 000 000 000 000 žingsnių!

Kvantinis kompiuteris atliktų tik 50 žingsnių, kad atliktų tą patį skaičiavimą.

Taigi, kas yra šie nuostabūs įrenginiai? Tai kompiuteriai, panaudojantys kvantinės mechanikos galią. Skaitmeniniai kompiuteriai kaupia duomenis bitais. Jie gali būti 0 arba 1. Kvantiniai kompiuteriai yra pagrįsti kvitais. Tai yra dviejų būsenų kvantinės sistemos – faktiškai iš dalies 0 ir iš dalies 1. Tai vadinama kvantine superpozicija. Pagalvokite: Schrödingerio katė.

Tai gali atrodyti nelabai, bet visa skaičiavimo sistema buvo sukurta ant kvantinės superpozicijos. Ir rezultatas yra neįsivaizduojamai greitesnis kompiuteris.

Arba tai būtų rezultatas, jei kas nors būtų sugebėjęs sukurti universalų kvantinį kompiuterį. Kurti kvitas yra labai sunku. Ir jie yra nestabilūs. Šiuo metu jie trunka tik nanosekundžių tvarka. Tačiau prie jų dirba didžiosios institucijos, tokios kaip Nacionalinė saugumo agentūra ir „Google“. Ir daroma pažanga.

Taigi ar netrukus bus atskleistos visos mūsų paslaptys? Ar kvantiniai kompiuteriai panaikins privatumą internete?

Gaukite visą informaciją žemiau.

Kvantiniai kompiuteriai, šifravimo karai ir privatumo pabaiga

Kvantiniai kompiuteriai, šifravimo karai ir privatumo pabaiga

Nuo teisėsaugos iki nusikaltėlių, vyriausybių iki maištininkų ir „Facebook“ veikėjų aktyvistų, daugelis žmonių pasitikėjo šifravimu, kad apsaugotų savo skaitmeninę informaciją ir užtikrintų savo ryšių saugumą. Bet dabartinės šifravimo formos gali pasenti tuo metu, kai bet kam pavyksta sukurti kvantinį kompiuterį. Kas?! Skaitykite apie drąsų naują pasaulį, kuris mūsų laukia.

Dvejetainiai vs kvantiniai

  • Dvejetainis
    • Įprasti kompiuteriai yra dvejetainiai – jie užkoduoja informaciją kaip 1 arba 0 seką
      • Tai taikoma net superkompiuteriams, kurie veikia šimtus tūkstančių, jei ne milijonus kartų, greičiau nei įprasti kompiuteriai
    • Šie 1 arba 0 yra vadinami „bitais“
      • Šiek tiek turi dvi būsenas:
        • Įjungta / 1
        • Išjungta / 0
  • Kvantinis
    • Kvantinis bitas vadinamas „kvitu“
      • Kubitai gali būti ne tik 1 arba 0, jie gali būti abu tuo pačiu metu
        • Tai vadinama „superpozicija“
        • Tam tikros molekulės, atomai ir elektronai buvo sėkmingai naudojami kaip kvadratai
  • Kvantinio kompiuterio vertė
    • Vienai kvitei (arba bitai) savaime nėra daug naudos, tačiau kuo daugiau kvotų turi kompiuteris, tuo sudėtingesnius skaičiavimus jis gali atlikti.
    • Vienas iš dalykų, kuriuos kvantiniai kompiuteriai gali padaryti geriau nei įprasti kompiuteriai, yra tikslo pasiekimas, atliekant eksponentiškai mažesnį operacijų skaičių
      • Pavyzdžiui, faktoriaujant dideliais skaičiais – daug koduojama

Didelių skaičių šifravimas ir faktoringas

  • Daugelis įprastų šifravimo formų, tokių kaip RSA, Diffie-Hellman ir kt., Pasikliauja tuo, kad sunku užkoduoti didelius skaičius, kad būtų užtikrintas šifravimo saugumas (nors kiti, pavyzdžiui, EC ir AES, to nedaro).
    • Pirminiai skaičiai yra tokie, kuriuos galima padalinti tik iš 1 ir savęs
      • 1, 5, 7 ir kt.
    • Visi skaičiai turi vieną pagrindinę faktorizaciją
      • Tai reiškia, kad kiekvieną skaičių galima pasiekti padauginus iš kažkokių primimų
        • 68 = 2 × 2 × 17
        • 3654 = 2 × 3 × 3 × 7 × 29
    • Kompiuteriui gana paprasta rasti didelį pirminį skaičių
      • Faktoriuoti didelius skaičius yra žymiai sunkiau, nes tam reikia nepaprastai ilgo laiko
        • Įprasti kompiuteriai turi eiti per kiekvieną PRIM rinkinį, kol pasieks tinkamą rinkinį
        • Net ir superkompiuteriai, kuriuose daug procesorių dirba lygiagrečiai, turi problemų dėl pakankamai didelių pirminių faktorių
    • Jei turėtume kompiuterį, kuris ilgą laiką galėtų dalintis per milijoninę sekundės dalį, 100 skaitmenų skaičiavimui užtruktų ilgiau nei mūsų saulė..
      • Laukiama mūsų saulės gyvenimo trukmė yra 15 milijardų metų.
    • Laikas, kurio prireikė išsiaiškinti, yra tai, dėl ko pirminės faktorizacijos naudojimas yra toks naudingas kriptografijai.

Kaip kvantiniai kompiuteriai nulaužo kodą

  • Net ir šifravimo formos, kurios nenaudoja pagrindinio faktorizacijos, priklauso nuo to, kad brutaliosios jėgos skaičiaus nulaužimui reikia tiek daug žingsnių, kad tai padaryti neįmanoma.
    • Pvz., Norint rasti modelį EB šifre, reikėtų su 100 bitų raktu
      • Dvejetainis kompiuteris: 250 (daugiau nei 1 kvadrilijonas) žingsnių
      • Kvantinis kompiuteris: 50 žingsnių
    • Normalus kompiuteris turi atlikti savo veiksmus skaičiuodamas kiekvieną kartą
      • Kvantinės kompiuterio kvotos leidžia išvengti nereikalingų skaičiavimų
        • Todėl ji gali rasti atsakymą greičiau ir atlikdama daug mažiau žingsnių

Kur galiu įsigyti savo kvantinį kompiuterį?

  • „D-Wave Systems, Inc.“ parduoda savo „D-Wave Two“ kaip kvantinį kompiuterį, tačiau kiti informatikos ekspertai nesutinka, kad tai „tinkamas“ kvantinis kompiuteris.
    • Problema ta, kad D-Wave mašina naudojasi tam tikra kvantine mechanika, tačiau tai nėra universalus kvantinis kompiuteris, galintis atlikti bet kokius kvantinius skaičiavimus.
  • Čia yra keletas žmonių, dirbančių kuriant rytojaus kvantinius kompiuterius ir kvbitus:
    • „Google“
      • „Google“ su „D-Wave Systems“ dirba nuo 2009 m
      • 2014 m. Balandžio mėn. Jonas Martinis ir UC „Santa Barbara“ fizikų grupė sėkmingai atliko penkias kvbites kartu su mažu klaidų lygiu
      • 2014 m. Rugsėjo mėn. „Google“ pasamdė Martinį ir jo komandą dirbti jų kvantinės aparatūros laboratorijoje
      • „D-Wave“ įrenginyje, kurį naudoja „Google“, yra lustas su 512 kvitų, sujungtų į kvantinį annelerį
        • Kvantinis anneleris išsprendžia tokias optimizavimo problemas kaip „Koks yra veiksmingiausias paketo maršrutas, vykstantis per miestą?“
      • Šiuo metu „Google“ „D-Wave“ įrenginys gali išlaikyti tik kelių nanosekundžių „kvotos“ superpoziciją
        • Anot Martinio, jis sukūrė kvitas, kurios gali trukti 30 mikrosekundžių (30 000 nanosekundžių)
    • Nacionalinė saugumo agentūra (NSA)
      • Remiantis dokumentais, kuriuos nutekino Edvardas Snowdenas:
        • NSA kuria kvantinį kompiuterį, galintį atlikti kriptografiją
        • Tai yra NSA 79,7 mln. JAV dolerių vertės tyrimų programos, pavadintos „Penetrating Hard Targets“, dalis.
    • Naujojo Pietų Velso universitetas Australijoje
      • 2014 m. Spalio mėn. Dvi atskiros USW tyrėjų grupės sėkmingai sukūrė daugiau nei 99,99 procentų tikslias kvotas
      • Kurdamos savo kvitas, abi komandos panaudojo „Silicon-28“, izotopą, nes jis yra visiškai nemagnetinis
        • Viena komanda į silicį įdėjo fosforo atomą
        • Kita komanda sukūrė ir tada įdėjo dirbtinį atomą – iš esmės tranzistorių, kurio vienas elektronas buvo įstrigęs viduje
      • Fosforo atomo komanda nustatė pasaulio rekordą, kiek laiko kvantinė informacija galėtų būti išsaugota silicio sistemoje prieš jai atšifruojant: 35 sekundės

Kvantinis šifravimas

  • Nors kvantiniai kompiuteriai vartotojams leistų nulaužti daugelį jau esančių šifravimo formų, jie taip pat skatintų kurti naujas šifravimo formas, ypač ypač saugius raktus.
    • ID Quantique
      • Apie ID Quantique
        • Įsikūrusi Ženevoje, Šveicarijoje
        • Įkurta: 2001 m
        • Siūlo vartotojams kvantinį raktą (QKD)
          • Nuo 2004 m
      • QKD apima kodavimo rakto generavimą ir perdavimą tuo pačiu metu
      • Naudokite šviesolaidžio kabelius
      • Kadangi informacijos kvantinės būklės matavimas ją paveikia, dėl to perdavimo „paslėpti“ praktiškai neįmanoma.
        • Jei kas nors bandytų išmatuoti per liniją važiuojančius fotonus, klientas gautų klaidos pranešimą ir raktas nebus sukurtas
      • Sistema yra ribota, atsižvelgiant į diapazoną
        • Jis siūlo tik diapazoną iki 62 mylių
        • Bendrovė laboratorijoje nuvažiavo 155 myles
        • 248 mylios yra teorinė šio metodo riba
      • Spinduolio-imtuvo pora kainuoja 97 000 USD
    • Kvantinio skaičiavimo institutas (IQC)
      • Apie IQC
        • Prijungta prie Vaterlo universiteto Ontarijuje, Kanadoje
        • Įkurta: 2002 m
        • Viena iš nedaugelio vietų pasaulyje, kurioje yra kvantinių raktų platintojas (QKD)
      • Apie QKD
        • QKD kūriniai vadinami „Alisa“ ir „Bobas“
          • Alisa yra mašina, esanti ICQ būstinėje
          • Bobas yra mašina, esanti netoliese esančiame Perimetro institute
      • Kaip ir „IQ Quantique“, IDC QKD priklauso nuo įsipainiojusių dalelių pobūdžio, kad užtikrintų, jog niekas negali „įsiklausyti“ į šifravimo rakto bendrinimą.
      • Pirma, lazeriu Vaterlo universitete sukuriami įsipainioję fotonai
        • Alisa gauna pusę šių fotonų
        • Bobas gauna antrąją pusę
      • Fotonų kokybė yra išmatuojama, vadinama „poliarizacija“
        • Bet kurio fotono poliarizacija bus atsitiktinė
      • Jei abu prietaiso rinkiniai matuoja savo fotonus, jie turės tą pačią poliarizaciją
      • Priskirdami 1 arba 0 tam tikrai poliarizacijai, Bobas ir Alisa gali tęsti tol, kol jų atsitiktinai sugeneruotas raktas yra pakankamai ilgas šifravimui.
      • Šis metodas yra labai saugus, nes:
        • Bet koks bandymas „įsiklausyti“ į signalą praneš apie save
        • Neįmanoma žinoti, kokią polonizaciją fotonai turės anksčiau laiko
          • Taigi nėra galimybės „dirbti atgal“ ir išsiaiškinti klavišus

Ar gyvenate pagal kvantinį kompiuterį, ar mirštate dėl kvantinio kompiuterio? Be abejo, atrodo, kad kvantiniai kompiuteriai tradicinį dvejetainį šifravimą pasensta. Bet tai atsitiks tuo pačiu metu, kai kvantiniai kompiuteriai sukuria visiškai naują duomenų saugumo lygį. Ir šifravimo ginklų varžybos bus tęsiamos.

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

Šaltiniai

  • Jūsų šifravimas bus nenaudingas kovojant su piratų kompiuteriais
  • Kam naudojami superkompiuteriai?
  • Kas daro superkompiuterį?
  • Kvantinis skaičiavimas
  • „Qubit“
  • Dviejų kvadratų pasakojimas, kaip veikia kvantiniai kompiuteriai
  • Bitai ir baitai
  • Dvejetainių skaičių įvadas
  • Kaip veikia kvantinis kompiuteris?
  • Fosforo atomų kvantinis skaičiavimo aparatas
  • Kvantinis kompiuteris 101
  • Pagrindinis faktorizavimas
  • RSA algoritmas
  • Difijos-Hellmano protokolas
  • Viešojo rakto kriptografija
  • Kodėl faktorių skaičiaus įtraukimas į nusikaltimus yra sudėtinga
  • Koks yra Saulės gyvenimo ciklas
  • NSA siekia sukurti kvantinį kompiuterį, galintį nulaužti daugumą šifravimo tipų
  • Laikrodis šifruoja
  • Sumišęs dėl NSA kvantinio skaičiavimo projekto? Tai gali paaiškinti MIT kompiuterių mokslininkas
  • D banga
  • Jūsų šifravimas bus nenaudingas kovojant su piratų kompiuteriais
  • Superlaidūs „Qubit“ matricos taškai – kvantiniai kompiuteriai
  • Žmogus, kuris sukurs „Google“ išskirtinį „Quantum“ kompiuterį
  • Kvantinio atkaitinimo su daugiau nei šimtu kvadratų įrodymai
  • „Google“ stengiasi sukurti savo kvantinį kompiuterį
  • Australijos tyrėjai sukūrė tiksliausią kvantinio skaičiavimo technologiją
  • ID Quantique
  • Kvantinio rakto paskirstymo pavyzdys (PDF)
Jeffrey Wilson Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
    Like this post? Please share to your friends:
    Adblock
    detector
    map