Na amerykańskim portalu technologicznym ZDNet pojawił się bardzo ciekawy artykuł mówiący o zagrożeniach, jakie rozwój komputerów kwantowych niesie dla dzisiejszej kryptografii i jak poważne zagrożenia to niesie. Autor przytacza przykłady różnych agencji rządowych i korporacji, które zauważyły to zagrożenie i pracują nad nowym podejściem do tego tematu. To, co mnie jednak najbardziej zastanowiło, to co stanie się z naszą prywatnością w obliczu tak ogromnego, jak przewidują naukowcy, skoku mocy obliczeniowej i asymetrii w tym zakresie, jak wystąpi wtedy pomiędzy zwykłymi ludźmi a instytucjami i firmami.
Komputer kwantowy, czyli co...
Komputery kwantowe są dziś trochę jak Yeti, ale trochę jak nie Yeti. Prawie nikt z nich nie korzystał, ale siedzą głęboko w laboratoriach, mają mieć ogromną moc obliczeniową, ale na razie mamy z nimi więcej problemów niż korzyści. Właściwie to są w swoistym stanie superpozycji istniejąc i nie istniejąc jednocześnie :) Wszystko przez to, że zasada ich działania opiera się na mechanice i algorytmach kwantowych, które są tematem, w którym ciągle błądzimy po omacku. Nawet najprostsza próba wyjaśnienia jej podstaw, jak choćby słynny casus kota Schrödingera potrafi przyprawić o ból głowy i nie przypadkowo przeniknęła z fizyki do filozofii.
Ale wróćmy do komputerów, teoretyczna potęga obliczeniowa jaką mają przynieść wynika z charakteru podstawowej jednostki informacji, czyli kubita. O ile w normalnym komputerze bit przyjmuje postać 0 lub 1, w komputerze kwantowym kubit przyjmuje stan pośredni, będący prawdopodobieństwem wystąpienia obu tych wartości. Wraz z zwiększaniem ilości kubitów, dzięki stanom splątania występującym pomiędzy nimi moc przyrasta wykładniczo i to właśnie jest powodem bólu głowy dzisiejszych specjalistów od kryptografii.
Kwestia przyszłości, ale jakiej?
Według opinii Niraja Kumara, naukowca z Uniwersytetu w Edynburgu, przytoczonej we wspomnianym artykule, na razie jesteśmy bezpieczni. Istniejące dziś komputery kwantowe mają ilość jednostek obliczeniowych na poziomie nie przekraczającym 100 kubitów, podczas gdy do łamania dzisiejszych publicznych kluczy kryptograficznych potrzebne jest ich 20 milionów. Naukowiec szacuje, że takie możliwości pojawią się najwcześniej za kilkadziesiąt lat.
Instytucjonalna obrona
Jednak agencje rządowe, takie jak brytyjskie NCSC czy amerykańskie NSA uważają, że pierwsze zagrożenie tego typu pojawią się już w okolicy 2030 r. i od kilku lat pracują nad zaradzeniem temu problemowi. NSA już w 2016 r. rozpoczęła prace nad kwantowo odpornymi protokołami kryptograficznymi, tak aby po pojawieniu się nowych możliwości, ich łamanie było równie czasochłonne i nieopłacalne jak dziś. Dziedzina ta zyskała nawet swoją nazwę, kryptografii postkwantowej.
Jest to sprawa cywilizacyjnie ważna, coraz więcej aspektów naszego życia bazuje na systemach komputerowych. Systemy informatyczne za chwilę będą kierować naszymi pojazdami na niespotykaną wcześniej skalę, będą kontrolować w coraz większym zakresie stan naszego zdrowia, umożliwiać pracę itd. Łatwy atak na całą tę infrastrukturę, mógłby doprowadzić do kompletnego chaosu.
Prywatność zagrożona jeszcze bardziej?
Mnie zastanawia jeszcze jeden aspekt związany z ewentualnym sukcesem komputerów kwantowych. Specyfika ich budowy, przynajmniej na dziś powoduje, że są to urządzenia niezwykle skomplikowane, wymagające laboratoryjnie kontrolowanego systemu chłodzenia i nie ma na razie widoków, żeby trafiły na domowe biurka. Może się więc okazać, że agencje rządowe i korporacje w pewnym momencie uzyskają tak potężną przewagę w mocy obliczeniowej, że spowoduje to, że coś co dzisiaj jest z wielu powodów nieopłacalne, czyli totalna inwigilacja społeczeństwa, stanie się banalna. Nasze domowe urządzenie mogą się okazać zbyt słabe, aby szyfrować dane wystarczająco zabezpieczone przed „kwantowymi” łamaczami.
Dziś wszelkie systemy śledzące i analityczne wymagają horrendalnie drogich, tak w zakupie, jak i utrzymaniu, farm serwerów i zakres inwigilacji ciągle jest ograniczony. Jeśli jednak doszłoby do kwantowej rewolucji, mogłoby się okazać, że stosowane przez użytkowników zwykłych komputerów zabezpieczenia, staną się bezproblemowe dla instytucji dysponujących komputerami nowego typu. Co więcej, tak ogromy przyrost mocy ułatwi też przechowywanie, analizę zebranego materiału i wszelkie operacje na nich bazujące, jak na przykład profilowanie ludzi.
Potężne komputery kwantowe, jeśli okażą się możliwe do praktycznego użycia (to nie jest pewne), mogą jak każda technologia poprawić lub popsuć nasze życie. Niosą wielkie możliwości, ale i ogromne zagrożenia. Patrząc na wszystkie afery z Snowdenem, Cambrige Analityca, postępowaniem Google, Facebooka, obawiam się, że nie obędzie się bez próby ich niezbyt sympatycznego wykorzystania. Dlatego kibicując naukowcom, patrzmy jednocześnie stojącym za nimi firmom i instytucjom uważnie na ręce. To, że mają je brudne, wiemy nie od dziś.
