Мировая архитектура кибербезопасности, на которой держатся банковские транзакции, криптовалюты и защищенная интернет-связь, столкнулась с неожиданным вызовом. До недавнего времени эксперты полагали, что квантовые машины станут реальной угрозой для существующих стандартов шифрования, таких как P-256, минимум через десять лет.
Развитие квантовых технологий приведет к взлому шифров к 2030 году
Команда ученых из Google и стартап Oratomic представили независимые исследования, доказывающие, что квантовые компьютеры смогут взломать современные протоколы шифрования гораздо быстрее, чем считалось ранее. Авторы описывают новые алгоритмы и методы оптимизации вычислений, которые сокращают требования к мощности оборудования, приближая момент критической уязвимости цифровых систем.
Google Quantum AI. Google
Кубиты и ошибки. Сложность создания квантового взломщика заключается не только в количестве кубитов, но и в их «хрупкости». В обычных ПК биты стабильны, а кубиты крайне чувствительны к шумам, что ведет к ошибкам. Ранее считалось, что для исправления одной ошибки нужны тысячи вспомогательных кубитов (логический кубит). Результат Oratomic и Google связан именно с методами коррекции ошибок, которые позволяют проводить вычисления на «шумном» железе меньшего масштаба, превращая теоретическую угрозу в ближайшую реальность.
Квантовый процессор Sycamore компании Google.
Но новые данные указывают на то, что «квантовый апокалипсис» может наступить уже в текущем десятилетии. Исследователи обнаружили способы комбинации программных и аппаратных достижений, которые позволяют обходить защиту с использованием значительно меньшего числа кубитов, чем предсказывали классические модели. Это вызвало серьезную обеспокоенность среди ученых, банкиров и специалистов по безопасности, так как масштаб необходимых обновлений инфраструктуры огромен: от банковских карт до систем аутентификации в смартфонах.
Работа Oratomic размещена на сервере препринтов arxiv. Работа ученых Google на странице проекта Google Quantum AI.
Радикальное сокращение дистанции
Квантовый процессор Advantage2 компании D-Wave.
Особое внимание привлек метод компании Oratomic, использующий атомы в лазерных ловушках. Инженерам удалось показать, что для взлома ключа длиной 256 бит может потребоваться всего около 10 000 кубитов, в то время как прошлые оценки оперировали миллионами.
Соавтор работы Долев Блювштейн признал, что результаты стали неожиданностью даже для самих создателей: «Раньше я выступал с докладами, утверждая, что для взлома защит требуются миллионы кубитов. Мы не ожидали, что наша оценка окажется настолько ниже общепринятых представлений и были весьма удивлены».
Параллельно с этим Google разработала настолько эффективный алгоритм для атаки на криптографию, что приняла решение сохранить его детали в тайне, чтобы не давать готовых инструкций злоумышленникам. Теперь специалистам предстоит в экстренном порядке внедрять постквантовые протоколы не только для шифрования данных, но и для подтверждения подлинности устройств, что потребует замены или обновления миллиардов гаджетов по всему миру.