Квантове майбутнє загрожує сучасним цифровим замкам

У світі цифрових технологій надійність шифрування стоїть на сторожі наших особистих даних — від приватних повідомлень до фінансових операцій. Більшість із нас навіть не помічають, як щодня користуються складними математичними алгоритмами, які захищають інформацію від хакерів. Одним із таких алгоритмів є RSA-2048 — складна криптографічна головоломка, розв’язання якої звичайним комп’ютерам зайняло б мільярди років.

Однак останні дослідження показали: майбутні квантові комп’ютери можуть легко впоратися з цим завданням, використовуючи значно менше обчислювальних ресурсів, ніж раніше вважалося. RSA-2048 — це алгоритм шифрування, який базується на множенні двох дуже великих простих чисел. Зворотній процес — розкладання добутку на початкові числа (факторизація) — настільки складний, що навіть найпотужніші традиційні комп’ютери в світі не можуть зробити це швидко. Саме завдяки цьому RSA-2048 захищає велику частину онлайн-транзакцій, листування та навіть блокчейн-системи. На відміну від класичних комп’ютерів, які працюють з бітами у вигляді 0 або 1, квантові машини використовують кубіти — які можуть одночасно перебувати у станах 0 і 1 завдяки явищу суперпозиції. Це дозволяє квантовим комп’ютерам одночасно перевіряти безліч варіантів, суттєво прискорюючи розв’язання складних задач. Дослідницька команда Google з квантового штучного інтелекту заявила, що для злому RSA-2048 достатньо буде мільйона кубітів — значно менше, ніж раніше передбачали (20 мільйонів кубітів).

Поки що створення квантового комп’ютера з мільйоном стабільних кубітів — це технічне випробування майбутнього. Сьогодні найпотужніші квантові процесори мають близько тисячі кубітів і схильні до помилок. Проте проблема в тому, що зловмисники можуть збирати зашифровані дані вже зараз і чекати, поки квантові комп’ютери стануть досить потужними для їх розшифрування — це називають стратегією “збирай зараз, розшифровуй пізніше”. Такий підхід особливо небезпечний для конфіденційної інформації, що повинна залишатися таємною роками — наприклад, медичних записів або державних секретів. Щоб протистояти цій загрозі, Національний інститут стандартів і технологій США (NIST) ще у 2016 році запустив конкурс на створення нових алгоритмів шифрування, які будуть стійкими навіть до квантових комп’ютерів. У 2024 році були опубліковані перші квантово-стійкі стандарти, але впровадження їх в існуючі системи займе роки, адже шифрування глибоко інтегроване у всі аспекти цифрової інфраструктури. Національний центр кібербезпеки Великої Британії пропонує поступовий план переходу, що розрахований до 2035 року, із початком інвентаризації систем вже до 2028-го.

Хоча повнофункціональні квантові комп’ютери ще не на порозі, час для підготовки до їх появи вже настав. Захист наших даних від майбутніх кіберзагроз потребує нових стандартів і оновлення цифрової безпеки. В іншому випадку інформація, яку ми вважаємо надійно захищеною сьогодні, може стати легкою здобиччю для хакерів майбутнього.