Всё больше IT-гигантов рискуют тратить существенные ресурсы на разработки в области квантовой криптографии, предполагая, что вскоре этот рынок вырастет до небес.
Корпорация Toshiba заявила, что к 2030 году планирует получить доход в размере 3 миллиардов долларов США за счёт эксплуатации своей передовой квантовой технологии защиты данных. Toshiba надеется удовлетворить мировой спрос на подобные технологии, который, по мнению аналитиков компании, будет только расти, особенно с учётом того, что кибербезопасность вышла на первый план в вопросах национальной обороны ведущих государств мира.
Вдогонку компания Toppan Printing, японский Национальный институт информационно-коммуникационных технологий (National Institute of Information and Communications Technology, NICT) и корпорации QunaSys и ISARA объявили о начале сотрудничества, направленного на создание технологии безопасного квантового облака (Quantum Secure Cloud), которая позволит усовершенствовать обработку информации и обеспечить безопасную коммуникацию, а также хранение и использование данных.
Что такое квантовая криптография
Наука о квантовой информации изучает законы квантовой физики в интересах вычислений, хранения, передачи и измерения информации и другого манипулирования ею. Она, в частности, занимается исследованием квантовой коммуникации — способами передавать информацию, применяя законы квантовой физики.
Криптография — это дисциплина, занимающаяся преобразованием открытых, читаемых по общеизвестным правилам данных в закодированные по некоему секретному алгоритму, то есть таким образом, чтобы прочитать их мог только тот, кому этот алгоритм известен, у кого есть к нему «ключ». Квантовая криптография, как следствие, использует для шифрования данных и защиты их от взлома принципы квантовой механики. И наиболее перспективное направление квантовой криптографии — квантовая передача (распределение) ключей (QKD, Quantum key distribution). Для её осуществления предлагаются разные протоколы, но в основе их всех — 1) наблюдение квантовых состояний частиц, например, пар запутанных фотонов, и 2) тот факт, что эти состояния нельзя измерить, не изменив. Предполагается, что любое злоумышленное вмешательство в квантовую передачу ключей будет приводить к изменению передаваемых данных и сразу же становиться очевидным. А вместо скомпрометированного ключа будет передаваться новый. Поскольку же речь о фотонах, всё это будет происходить ещё и практически мгновенно.
В ожидании квантового компьютера
Квантовая криптография — пока достаточно тёмная область: предстоит научиться эффективно и регулярно, а не только на дорогостоящих экспериментальных установках под наблюдением докторов наук, решать несколько нетривиальных задач, среди которых и создание пар частиц в запутанном состоянии, и сохранение этой запутанности до измерения при неизбежном контакте с внешним миром, и измерение их состояний таким образом, чтобы извлекаемая при этом информация была полезной. Вполне резонно спросить, зачем изобретать велосипед, если давно доступны другие методы защиты информации. В мире множество данных, которые мы предпочли бы скрыть от лишних глаз, от личных переписок до банковских счетов, и все они успешно шифруются различными способами.
Проблема в том, что эти способы уязвимы перед будущими технологиями: хотя используемые в них алгоритмы обычные современные компьютеры могут взламывать годами (а то и миллионами лет), так называемые квантовые компьютеры справились бы с этой задачей гораздо быстрее.
Хотя некоторое количество квантовых компьютеров уже существует, их пока нельзя назвать вполне функциональными устройствами и огромный потенциал квантовых вычислений остаётся неизведанным. Квантовые компьютеры чрезвычайно сложны в проектировании, производстве и программировании. Их нынешние версии полны ошибок в виде шума, сбоев и потери квантовой когерентности — согласованности в движении частиц, — что крайне важно для их работы. Эта потеря когерентности (называемая декогерентностью), вызываемая вибрациями, колебаниями температуры, электромагнитными волнами и другими взаимодействиями с внешней средой, а также собственно свойствами самих наблюдаемых частиц, в конечном итоге разрушает квантовые свойства компьютера раньше, чем с его помощью может быть решена любая конкретная вычислительная задача. Так что современные квантовые компьютеры вряд ли способны угрожать системам кибербезопасности.
Тем не менее, уже слышны новости о всё более мощных и функциональных квантовых компьютерах, которые, возможно, рано или поздно смогут выполнять сложные вычисления, не разваливаясь на полпути. А существование такой мощной вычислительной технологии способно привести к настоящему хаосу в сфере кибербезопасноти.
Поэтому разработки новых способов шифрования, в том числе и квантовой криптографии, направлены не только на существующие угрозы, но и на возможные будущие проблемы.
[...]
Подготовка материала — XX2 век. Источники.
Вам также может быть интересно: