Κβαντικοί υπολογιστές: Πώς νέα μέθοδος μπορεί να σπάσει την τραπεζική κρυπτογράφηση σε τρεις ημέρες

Η ψηφιακή ασφάλεια που θωρακίζει σήμερα τις τραπεζικές συναλλαγές, το ηλεκτρονικό εμπόριο και τις κρίσιμες τηλεπικοινωνίες ενδέχεται να καταστεί ευάλωτη πολύ νωρίτερα από ό,τι εκτιμούσε μέχρι πρότινος η επιστημονική κοινότητα.

Μια νέα γαλλική ερευνητική μελέτη αποκαλύπτει ότι ένα μελλοντικό κβαντικό σύστημα θα μπορούσε να διασπάσει το ευρέως διαδεδομένο πρότυπο ασφαλείας RSA-2048 σε μόλις 3,14 ημέρες, μειώνοντας δραστικά τις απαιτήσεις σε υλικό.

Η τεχνολογία των cat qubits ανατρέπει τα δεδομένα

Το πρωτόκολλο RSA βασίζεται στη μαθηματική ασυμμετρία της παραγοντοποίησης τεράστιων πρώτων αριθμών. Ενώ ένας συμβατικός υπερυπολογιστής θα χρειαζόταν χιλιάδες χρόνια συνεχούς επεξεργασίας για να αποκρυπτογραφήσει ένα τέτοιο κλειδί, οι κβαντικοί υπολογιστές, αξιοποιώντας τον ιστορικό αλγόριθμο του Πίτερ Σορ, έχουν τη θεωρητική δυνατότητα να επεξεργάζονται αμέτρητους συνδυασμούς ταυτόχρονα. Μέχρι σήμερα, το βασικό εμπόδιο ήταν ότι για ένα τέτοιο εγχείρημα απαιτούνταν κβαντικά συστήματα με εκατομμύρια επεξεργαστικά στοιχεία (qubits), τα οποία παράλληλα είναι επιρρεπή σε σφάλματα λόγω περιβαλλοντικών παρεμβολών.

Η νέα μελέτη από επιστήμονες της γαλλικής εταιρείας Alice & Bob σε συνεργασία με το ερευνητικό ινστιτούτο Inria Rennes αλλάζει τα δεδομένα. Αντί για συμβατικά qubits, οι ερευνητές εστίασαν στα λεγόμενα «cat qubits», τα οποία διαθέτουν ενσωματωμένη αρχιτεκτονική αυτόματης διόρθωσης σφαλμάτων. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, αρκούν μόλις 22.593 cat qubits για να εξουδετερωθεί η κρυπτογράφηση RSA-2048 σε περίπου 75 ώρες. Μάλιστα, εάν συνδεθούν δέκα τέτοια μηχανήματα παράλληλα, ο απαιτούμενος χρόνος πέφτει σε μόλις 75 λεπτά.

Παράλληλα, οι ερευνητές εξέτασαν και τα κρυπτογραφικά συστήματα που προστατεύουν ψηφιακά περιουσιακά στοιχεία, όπως το Bitcoin. Εκεί διαπιστώθηκε ότι ένα σύστημα με περίπου 29.500 cat qubits θα μπορούσε να παραβιάσει το κλειδί ασφαλείας σε περίπου μία ώρα. Παρ’ όλα αυτά, ο χρόνος επικύρωσης των συναλλαγών στο blockchain ανά δεκάλεπτο αποτρέπει την άμεση αλλοίωση σε πραγματικό χρόνο, αν και υπογραμμίζει την ανάγκη μελλοντικών αναβαθμίσεων.

Η απόσταση από τα εργαστήρια και η απειλή της υποκλοπής

Παρά τα εντυπωσιακά θεωρητικά ευρήματα, ο κίνδυνος δεν είναι άμεσος. Στην παρούσα φάση, κανένα ερευνητικό κέντρο παγκοσμίως δεν έχει κατασκευάσει επεξεργαστή με δεκάδες χιλιάδες σταθερά qubits. Τα σημερινά πειραματικά τσιπ διαθέτουν εξαιρετικά περιορισμένο αριθμό επεξεργαστικών μονάδων και παραμένουν λειτουργικά για ελάχιστο χρονικό διάστημα.

Ωστόσο, η μεγαλύτερη ανησυχία των αναλυτών κυβερνοασφάλειας εστιάζεται στη στρατηγική «υποκλοπή τώρα, αποκρυπτογράφηση αργότερα» (harvest now, decrypt later). Κρατικές οντότητες και κακόβουλοι δρώντες συλλέγουν και αποθηκεύουν σήμερα τεράστιο όγκο κρυπτογραφημένων τραπεζικών και ευαίσθητων κρατικών δεδομένων, με την προοπτική να τα αποκρυπτογραφήσουν όταν αποκτήσουν πρόσβαση σε έναν επαρκώς ισχυρό κβαντικό επεξεργαστή.

Επιταχύνεται η μετάβαση στη μετακβαντική εποχή

Η ραγδαία πτώση των υπολογιστικών απαιτήσεων που καταγράφει η έρευνα καθιστά σαφές ότι τα χρονικά περιθώρια στενεύουν. Ο τραπεζικός κλάδος και οι κολοσσοί της τεχνολογίας επιταχύνουν ήδη τις διαδικασίες υιοθέτησης της μετακβαντικής κρυπτογραφίας (Post-Quantum Cryptography), αναπτύσσοντας νέα μαθηματικά πρωτόκολλα ανθεκτικά σε κβαντικές επιθέσεις. Η έγκαιρη αναβάθμιση των υποδομών αναδεικνύεται πλέον σε ζήτημα υψίστης στρατηγικής σημασίας για την παγκόσμια οικονομική σταθερότητα.