Susisiekti su mumis

Namai

NSA siekia sukurti kvantinį kompiuterį, kad „nulaužtų daugumą šifravimo tipų“

Dalintis:

paskelbta

on

originalusKambario dydžio metalinėse dėžėse, apsaugotose nuo elektromagnetinių nuotėkių, Nacionalinė saugumo agentūra planuoja sukurti kompiuterį, kuris galėtų sugadinti beveik visas šifravimo rūšis, naudojamas visame pasaulyje apsaugoti bankininkystės, medicinos, verslo ir vyriausybės įrašus.According to documents provided by former NSA contractor Edward Snowden, the effort to build “a cryptologically useful quantum computer” — a machine exponentially faster than classical computers — is part of a $79.7 million research programme entitled ‘Penetrating Hard Targets’. Much of the work is hosted under classified contracts at a laboratorija „College Park“, Md.

“If you think you understand quantum mechanics, you don’t understand quantum mechanics,” said the late Nobel laureate Richard Feynman, widely regarded as the pioneer in quantum computing. The science video blog Vertiasium tries to help make sense of it.

Kvantinio kompiuterio sukūrimas jau seniai yra daugelio mokslo bendruomenės tikslas, turintis revoliucinį poveikį tokioms sritims kaip medicina, taip pat NSA kodo naikinimo misijai. Taikant tokią technologiją būtų sugadintos visos dabartinės viešojo rakto šifravimo formos, įskaitant tas, kurios naudojamos daugelyje saugių interneto svetainių, taip pat tas, kuris naudojamas valstybinėms paslaptims apsaugoti.

Fizikai ir kompiuterių mokslininkai ilgai spėliojo, ar NSA pastangos yra labiau pažengusios nei geriausių civilių laboratorijose. Nors visos agentūros tyrimų apimtys vis dar nežinomos, Snowden pateiktuose dokumentuose teigiama, kad NSA nėra arčiau sėkmės nei kiti mokslo bendruomenės atstovai.

"Atrodo neįtikėtina, kad NSA gali būti taip toli prieš atvirą pasaulį, to niekas nežinodamas", - sakė Scottas Aaronsonas, Masačusetso technologijos instituto elektrotechnikos ir informatikos docentas.

Atrodo, kad NSA vertina save kaip kaklą ir kaklą su Europos Sąjungos ir Šveicarijos vyriausybės remiamomis kvantinio skaičiavimo laboratorijomis, turinčiomis stabilią pažangą, tačiau mažai tikėtina, kad įvyks greitas proveržis.

„Geografinė apimtis susiaurėjo nuo globalių pastangų iki atskiro dėmesio Europos Sąjungai ir Šveicarijai“, - teigiama viename NSA dokumente.

Reklama

MIT kvantinės mechaninės inžinerijos profesorius Sethas Lloydas teigė, kad NSA dėmesys nėra neteisingas. „ES ir Šveicarija per pastarąjį dešimtmetį padarė didelę pažangą ir pasivijo JAV kvantinių skaičiavimo technologijų srityje“, - sakė jis.

NSA atsisakė komentuoti šį straipsnį.

Tačiau dokumentuose nurodoma, kad agentūra dalį savo tyrimų vykdo dideliuose, ekranuotuose kambariuose, vadinamuose Faradėjaus narvuose, kurie yra skirti užkirsti kelią elektromagnetinės energijos patekimui ar išvežimui. Remiantis vienu trumpu aprašymu, reikalaujama, kad „būtų vykdomi subtilūs kvantinio skaičiavimo eksperimentai“.

[Perskaitykite dokumentą, apibūdinantį su kvantinio skaičiavimo pastangomis susijusius klasifikavimo lygius]

Pagrindinis kvantinio skaičiavimo principas yra žinomas kaip „kvantinė superpozicija“ - idėja, kad objektas tuo pačiu metu egzistuoja visose būsenose. Klasikinis kompiuteris naudoja dvejetainius bitus, kurie yra arba nuliai, arba tie, kurie yra. Kvantiniame kompiuteryje naudojami kvantiniai bitai arba kvotos, kurios vienu metu yra lygios nuliui ir vienai.

Šis, regis, neįmanomumas yra dalis kvantinės teorijos esmę slepiančios paslapties, kurios net teoriniai fizikai sako, kad niekas visiškai nesupranta.

„Jei manote, kad suprantate kvantinę mechaniką, nesuprantate kvantinės mechanikos“, - sakė velionis Nobelio premijos laureatas Richard Feynman, kuris plačiai laikomas kvantinio skaičiavimo pradininku.

Teoriškai tai paaiškina, kaip tai veikia: nors klasikinis kompiuteris, nors ir greitas, turi atlikti vieną skaičiavimą vienu metu, kvantinis kompiuteris kartais gali išvengti poreikio atlikti skaičiavimus, kurie nėra būtini norint išspręsti problemą. Tai leidžia daug greičiau ir efektyviau pateikti teisingą atsakymą.

Kvantinį skaičiavimą sunku pasiekti dėl trapaus tokių kompiuterių pobūdžio. Teoriškai tokio kompiuterio sudėtinės dalys gali būti atskiri atomai, fotonai arba elektronai. Norint išlaikyti kompiuterio kvantinį pobūdį, šias daleles reikėtų kruopščiai izoliuoti nuo išorinės aplinkos.

„Kvantiniai kompiuteriai yra ypač subtilūs, taigi, jei neapsaugosite jų nuo aplinkos, skaičiavimas bus nenaudingas“, - teigė Danielis Lidaras, elektrotechnikos profesorius ir Kvantinio informacijos mokslo ir technologijos centro direktorius. Pietų Kalifornijos universitetas.

Dirbantis kvantinis kompiuteris atvertų duris lengvai sulaužyti stipriausias šiandien naudojamas šifravimo priemones, įskaitant standartą, žinomą kaip RSA, pavadintą jo kūrėjų inicialais. „RSA“ keikia ryšius, padarydama juos neįskaitomus niekam, išskyrus numatytą gavėją, nereikalaudami naudoti bendro slaptažodžio. Paprastai jis naudojamas interneto naršyklėse siekiant užtikrinti finansines operacijas ir užšifruotuose el. Laiškuose. RSA naudojama dėl to, kad sunku faktorizuoti dviejų didelių pirminių skaičių sandaugą. Nutraukus šifravimą, reikia surasti tuos du skaičius. Tai negali būti padaryta per pagrįstą laiką klasikiniame kompiuteryje.

Programoje 2009 kompiuterių mokslininkai, naudojantys klasikinius metodus, sugebėjo atrasti primus per 768 bitų skaičių, tačiau prireikė beveik dvejų metų ir šimtai kompiuterių, kad jį įvertintų. Mokslininkai apskaičiavo, kad 1,000 bitų šifravimo rakto, paprastai naudojamo internetinėms operacijoms, sulaužymas užtruks 1,024 kartus.

Tačiau didelio masto kvantinis kompiuteris teoriškai galėtų žymiai greičiau sulaužyti 1,024 bitų šifravimą. Kai kurios pirmaujančios interneto kompanijos pereina prie 2,048 bitų raktų, tačiau manoma, kad net ir tie, kurie greitai pažeidžiami dešifravimo naudojant kvantinį kompiuterį metu, yra pažeidžiami.

Kvantiniai kompiuteriai turi daugybę pritaikymų šiandienos mokslo bendruomenei, įskaitant dirbtinio intelekto kūrimą. Tačiau NSA bijo pasekmių nacionaliniam saugumui.

„Kvantinių technologijų taikymas šifravimo algoritmams grasina smarkiai paveikti JAV vyriausybės sugebėjimą apsaugoti savo komunikaciją ir įsiklausymą į užsienio vyriausybių pranešimus“, - teigiama vidiniame Snowden pateiktame dokumente.

Ekspertai nėra tikri, kiek greitai bus įmanoma naudoti kvantinį kompiuterį. Prieš dešimtmetį kai kurie ekspertai teigė, kad ateityje gali būti sukurtas didelis kvantinis kompiuteris nuo 10 iki 100 metų. Prieš penkerius metus Lloydas teigė, kad tikslas buvo pasiektas bent per 10 metus.

Praėjusiais metais Mančesterio universiteto profesorius Jeffas Forshaw'as Didžiosios Britanijos laikraščiui „Guardian“ sakė: „Tikriausiai per anksti spėlioti, kada bus pastatytas pirmasis viso masto kvantinis kompiuteris, tačiau naujausia pažanga rodo, kad tam yra visos priežastys. optimistiškas."

„Nemanau, kad greičiausiai turėsime tokį kvantinio kompiuterio tipą, kurio NSA nori per mažiausiai penkerius metus, jei nebus padarytas reikšmingas proveržis, kuris gali būti dar ilgesnis“, - Lloyd'as sakė neseniai „The Washington Post“ pateiktame interviu.

Tačiau kai kurios bendrovės teigia jau gaminančios mažus kvantinius kompiuterius. Kanados įmonė, D bangų sistemos , sako, kad nuo 2009 gamino kvantinius kompiuterius. „2012“ ji pardavė 10 mln. USD versiją „Google“, NASA ir Universitetų kosminių tyrimų asociacijai, teigiama naujienų ataskaitose.

Tačiau šis kvantinis kompiuteris niekada nebus naudingas viešojo rakto šifravimui sunaikinti, pavyzdžiui, RSA.

„Net jei viskas, ko jie teigia, yra teisinga, tas kompiuteris pagal savo dizainą negali veikti Šoro algoritmas“, - sakė Johnshopo Hopkinso universiteto Informacijos saugumo instituto tyrimų profesorius Matthewas Greenas, nurodydamas algoritmą, kuris galėtų būti naudojamas nutraukti šifravimą, pavyzdžiui, RSA.

Ekspertai mano, kad viena didžiausių kliūčių nutraukti šifravimą kvantiniu kompiuteriu yra sukurti kompiuterį, kuriame būtų pakankamai kvitų, o tai sudėtinga atsižvelgiant į labai trapią kvantinių kompiuterių būklę. Tikimasi, kad rugsėjo mėn. Pabaigoje NSA turės keletą elementų, kuriuos dokumente apibūdino kaip „dinaminį atsiejimą ir visišką dviejų puslaidininkių kvotų kvantinį valdymą“.

„Tai puikus žingsnis, tačiau tai gana mažas žingsnis siekiant sukurti didelio masto kvantinį kompiuterį“, - teigė Lloydas.

Kvantiniam kompiuteriui, galinčiam sugriauti kriptografiją, prireiks šimtų ar tūkstančių daugiau kvotų.

Nacionalinės žvalgybos programos biudžetas, paprastai vadinamas „juoduoju biudžetu“, detalizuoja projektą „Penetrating Hard Targes“ ir pažymėjo, kad šis žingsnis „įgalins pradinį masto didžiųjų sistemų pritaikymą susijusiose ir tolesnėse pastangose“.

Dokumentai rodo, kad dar viename projekte, pavadintame „Tinklo valdymas“, naudojami kvantiniai tyrimai, siekiant paremti kvantinių išpuolių prieš šifrus, tokius kaip RSA, sukūrimą.

„Kvantinio skaičiavimo ironija yra ta, kad jei jūs galite įsivaizduoti, kas nors sukuria kvantinį kompiuterį, galintį sulaužyti šifravimą per kelis dešimtmečius į ateitį, tada jums dabar reikia sunerimti“, - teigė Lidaras.

Autorinės teisės: "The Washington Post

Pasidalinkite šiuo straipsniu:

EU Reporter publikuoja straipsnius iš įvairių išorinių šaltinių, kuriuose išreiškiamas platus požiūrių spektras. Šiuose straipsniuose pateiktos pozicijos nebūtinai yra ES Reporterio pozicijos.

Trendai