Bài học rút ra chính
- Những tiến bộ gần đây trong điện toán lượng tử có nghĩa là ngày dữ liệu cá nhân của bạn có thể bị tiết lộ.
- Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc ở Hợp Phì đã phát triển một máy tính lượng tử nhanh hơn 100 nghìn tỷ lần so với các siêu máy tính nhanh nhất.
- Một bước mà người dùng có thể thực hiện để giúp mình an toàn hơn một chút trước các trình phá mã lượng tử là triển khai một loại mã hóa mới trong trình duyệt của họ.
Hãy tưởng tượng rằng mọi email, giao dịch ngân hàng, văn bản hoặc bài đăng trên mạng xã hội mà bạn đã hoàn thành đều có thể tìm kiếm trực tuyến dưới dạng văn bản thuần túy, không được mã hóa. Nó có nghĩa là có một cửa sổ chưa từng có trong cuộc sống của chúng ta với những phân nhánh khó tưởng tượng.
Các chuyên gia nói rằng tầm nhìn này không phải là một cơn ác mộng lạc hậu, mà là một thực tế đang tiếp cận nhanh chóng do những tiến bộ gần đây trong máy tính lượng tử. Máy tính sử dụng các hiện tượng lượng tử như chồng chất và vướng víu để thực hiện tính toán từ lâu đã được coi là một lời hứa xa vời và boogeyman. Sự thật có nhiều sắc thái hơn, nhưng không kém phần đáng sợ đối với những người coi trọng quyền riêng tư của họ.
"Bản chất của tính toán lượng tử cho phép nó giải quyết một số vấn đề nhất định trong thời gian thực tế, mà một máy tính cổ điển sẽ mất nhiều thời gian hơn để giải quyết", Chuck Easttom, một giảng viên trợ giảng tại Đại học Georgetown, người nghiên cứu về mật mã và điện toán lượng tử, cho biết trong một cuộc phỏng vấn qua email.
"Và nó chỉ xảy ra rằng những vấn đề toán học mà máy tính lượng tử giỏi, cũng xảy ra là những vấn đề toán học tạo cơ sở cho tính bảo mật của RSA, Diffie-Hellman, Đường cong Elliptic và các thuật toán liên quan."
Nhiều nhà nghiên cứu mật mã, bao gồm cả tôi, đang nghiên cứu phân tích các thuật toán để xác định thuật toán kháng lượng tử tốt nhất sẽ là gì.
Mã hóa ở mọi nơi
Chúng tôi dựa vào mã hóa để bảo vệ các thiết bị và dữ liệu nhạy cảm. Một lý do chính là do mất bao lâu để phá vỡ mã hóa bằng phần cứng hiện tại.
"Mặc dù có thể bẻ khóa trên lý thuyết, nhưng nó rất khó trong thực tế vì để làm được điều đó sẽ mất một thời gian dài đáng kinh ngạc với khoảng thời gian suy nghĩ của máy tính tiêu chuẩn là hàng nghìn tỷ hoặc thậm chí là hàng nghìn tỷ năm", Rodney Joffe, phó cấp cao Chủ tịch và đồng nghiệp tại công ty công nghệ Neustar, cho biết trong một cuộc phỏng vấn qua email.
Nhưng máy tính lượng tử hoạt động khác với các hệ thống mà chúng ta vẫn quen sử dụng và chúng mạnh hơn và hiệu quả hơn. Máy tính lượng tử cho phép một lớp thuật toán khác mà máy tính cổ điển không thể thực hiện được.
"Bởi vì chúng tôi sử dụng sức mạnh của tính toán cấp độ lượng tử của máy tính - chúng tôi có thể tìm thấy các mẫu trong câu đố toán học sẽ đưa ra một vài giải pháp khả thi cho câu đố toán khó đó", Terrill Frantz, giáo sư tại Đại học Harrisburg của Science and Technology, người nghiên cứu về an ninh mạng, cho biết trong một cuộc phỏng vấn qua email."Tự nhiên có thể tính toán vô số các biến cùng một lúc - ví dụ như cách tự nhiên quyết định cách gió thổi hoặc nhiệt chuyển động xung quanh trong chất lỏng."
Đến Sớm Hơn Bạn Nghĩ
Ngày mà các thuật toán bảo mật tiêu chuẩn có thể bị phá vỡ gần hơn nhiều người nghĩ, theo Paul Lipman, Giám đốc điều hành của công ty an ninh mạng BullGuard.
"Trong thực tế, một máy tính lượng tử sẽ yêu cầu theo thứ tự một triệu qubit để phá vỡ RSA," Lipman nói. "Máy tính lượng tử lớn nhất hiện có dưới 100 qubit. Các lộ trình hiện tại của IonQ và IBM cho thấy chúng tôi sẽ đạt mốc một triệu vào cuối thập kỷ này."
Một số quốc gia đã suy nghĩ trước bằng cách thu thập rất nhiều dữ liệu được bảo vệ bởi mật khẩu mà bây giờ không thể bị phá vỡ, nhưng sẽ là khi máy tính lượng tử công suất cao trực tuyến, Frantz nói. "Mối đe dọa hiện đang ở đây," ông nói thêm. "Khi máy tính lượng tử có thể phá vỡ mã hóa của chúng tôi, thì tất cả dữ liệu thu thập được từ quá khứ đều có thể đọc được."
Máy tính lượng tử ngày càng nhanh hơn với tốc độ chóng mặt. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc ở Hợp Phì gần đây đã thông báo rằng họ đã phát triển một máy tính lượng tử có khả năng hoạt động nhanh hơn 100 nghìn tỷ lần so với siêu máy tính nhanh nhất thế giới. Tin tức này theo sau một chuỗi các cột mốc quan trọng gần đây trong lĩnh vực điện toán lượng tử của các công ty như Google, IBM và Microsoft, cũng như các nỗ lực của chính phủ ở Hoa Kỳ, Trung Quốc và các quốc gia khác.
"Những phát triển này đã dẫn đến nhiều câu hỏi về sức mạnh chính xác của điện toán lượng tử có ý nghĩa như thế nào đối với tương lai của an ninh mạng", Joffe nói. "Đáp ứng những tiến bộ này nên là ưu tiên hàng đầu đối với ngành bảo mật. Điều này cuối cùng liên quan đến việc bắt đầu đặt nền móng để xây dựng lại các thuật toán, chiến lược và hệ thống hình thành phương pháp tiếp cận an ninh mạng hiện tại của chúng tôi."
Bảo vệ Chống lại Các Lãnh chúa Lượng tử của Chúng ta
Ngay cả khi tính toán lượng tử thực tế không hoàn toàn ở đây, các nhà nghiên cứu vẫn muốn sẵn sàng. Nghiên cứu gần đây của Hội đồng An ninh Quốc tế Neustar (NISC) cho thấy gần một phần tư các chuyên gia bảo mật đang thử nghiệm tính toán lượng tử và phát triển các chiến lược để đối phó với những lo ngại rằng những tiến bộ lượng tử sẽ vượt xa sự phát triển của các công nghệ bảo mật khác.
Ngoài ra còn có tiềm năng sử dụng máy tính lượng tử cho những trò nghịch ngợm ngoài việc chỉ đọc email, do nó có thể tính toán dữ liệu nhanh như thế nào. Jofee nói: “Máy tính lượng tử sẽ có khả năng tính toán trong 3 phút mà thông thường các siêu máy tính phải mất 10.000 năm mới đạt được. "Tiềm năng rút ngắn hoàn toàn khoảng thời gian đó, trong tay của một kẻ độc hại, có thể kích hoạt các cuộc tấn công mạng không giống như bất kỳ điều gì đã thấy trước đây."
Mối đe dọa là ở đây bây giờ. Khi máy tính lượng tử có thể phá vỡ mã hóa của chúng ta, thì tất cả dữ liệu thu thập được từ quá khứ đều có thể đọc được.
Tin xấu là người dùng bình thường không thể làm gì nhiều để bảo vệ dữ liệu của họ khỏi máy tính lượng tử, các chuyên gia nói. Tuy nhiên, Viện Tiêu chuẩn Quốc gia (NIST) đã làm việc để phát triển một tiêu chuẩn mật mã kháng lượng tử kể từ năm 2017, Easttom lưu ý.
"Ngoài ra, nhiều nhà nghiên cứu mật mã, bao gồm cả tôi, đang nghiên cứu phân tích các thuật toán để xác định thuật toán kháng lượng tử tốt nhất sẽ là gì", anh ấy nói thêm.
Một bước mà người dùng có thể thực hiện để giúp mình an toàn hơn một chút trước các trình phá mã lượng tử là triển khai mã hóa TLS 1.3 mới trong trình duyệt của họ, Frantz nói.
"Điều này sẽ hữu ích, nhưng không hoàn hảo," anh ấy nói thêm. "Tùy chọn thứ hai, hiện đã có sẵn trên thị trường, là bắt đầu sử dụng bộ tạo Số ngẫu nhiên lượng tử và Phân phối khóa lượng tử trong các ứng dụng truyền tải dữ liệu của chúng tôi."
Một mục tiêu hấp dẫn cho các tin tặc có quyền truy cập vào máy tính lượng tử trong tương lai sẽ là tiền điện tử, dựa vào mật mã để giữ an toàn và riêng tư. Một công ty, RAIDAtech, đang nghiên cứu các công nghệ để vận chuyển và lưu trữ dữ liệu an toàn lượng tử.
"Chúng tôi đã đạt được khả năng lưu trữ an toàn lượng tử bằng cách chia nhỏ dữ liệu để chỉ 1/5 trong số đó nằm trên bất kỳ đám mây nhất định nào", Sean Worthington, chủ tịch của công ty tiền điện tử CloudCoin Consortium, tuyên bố trong một cuộc phỏng vấn qua email."Các máy chủ được đặt tại 20 khu vực pháp lý khác nhau như Argentina, Hoa Kỳ, Thụy Sĩ và Nga, chỉ để nêu tên một số. Bạn không thể giải mã thứ gì đó ở dạng vụn."
Thật tốt khi biết khi điện toán lượng tử xuất hiện đầy đủ thì tiền điện tử của chúng ta có thể an toàn ngay cả khi email của chúng ta không như vậy. Đây có thể là thời điểm tốt để đầu tư hoặc thoái vốn vào tiền điện tử hoặc bắt đầu cẩn thận hơn về những gì bạn viết trong các tin nhắn trực tuyến của mình.
