Komputery kwantowe mogą zagrozić kryptografii stosowanej w sieci. Transakcje chipowymi kartami płatniczymi i bitcoiny mogą przestać być bezpieczne

Komputery kwantowe mogą stanowić zagrożenie dla bankowości, telekomunikacji, a nawet kryptowalut. Naukowcy z Narodowego Uniwersytetu w Singapurze oceniają, że do 2027 roku  komputery kwantowe mogą złamać zabezpieczenia bitcoina. Podobny los może czekać powszechnie stosowane podpisy cyfrowe w bankach i administracji publicznej. Pojawiają się już pierwsze rozwiązania odporne na ataki z użyciem komputerów kwantowych, m.in. algorytmy oparte na kodach liniowych.

– Jesteśmy w erze kwantowych technologii, rozwijają się m.in. kwantowe komputery. Mówiąc kwantowe komputery, mam zarówno na myśli hardware, czyli komputer, który można by wziąć do ręki, jak i algorytmy, czyli programy, które na nich będziemy obrabiać. Niemniej jednak to jest dopiero początek – podkreśla w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje dr Magdalena Stobińska z Uniwersytetu Warszawskiego.

Ogromne możliwości komputerów kwantowych dostrzegają nie tylko największe firmy, ale i światowe mocarstwa. Dają one nieograniczone możliwości – tradycyjny komputer wykorzystuje system zero-jedynkowy, kwantowy zaś posługuje się kubitami, czyli kwantowymi bramkami logicznymi, różniącymi się od klasycznego bitu, który przyjmuje jedną z dwóch wartości – zero lub jeden. Kwantowy bit może mieć wartość zera, jedynki lub być kwantową superpozycją zera i jedynki, zatem jego potencjał w obliczeniach jest nieporównywalnie większy.

Choć komputery kwantowe mogą pozwolić ludzkości na rewolucyjne odkrycia, przyspieszyć analizę, to ich potencjał może mieć też niszczycielski charakter.

– Istnieje algorytm Shore’a, który potrafi łamać szyfr RSA, najbardziej popularny sposób szyfrowania danych w kryptografii. Systemy bankowe, systemy bezpieczeństwa czy nawet waluta bitcoin używają systemu RSA do kodowania danych. Aby złamać taki szyfr, kwantowy komputer należy jeszcze dopracować. Jego moc obliczeniowa jest zdecydowanie za mała, to są ogromne liczby, które należałoby umieć sfaktoryzować, a dzisiaj komputer kwantowy potrafi sfaktoryzować liczbę 15. To daje pewną skalę, jak daleko jesteśmy od realnego zagrożenia – ocenia Magdalena Stobińska.

Zespół badawczy z Singapuru, Australii i Francji twierdzi, że komputery kwantowe mogą działać wystarczająco szybko, aby złamać kryptografię w sieci, w tym jeden z najpopularniejszych asymetrycznych algorytmów kryptograficznych, czyli RSA. Pozwolić ma na to znany już od lat 90. ubiegłego wieku algorytm Shora. Zagrożona byłaby większość algorytmów asymetrycznych używanych np. do zabezpieczania transakcji chipowymi kartami płatniczymi, czy przy uwierzytelnianiu transakcji kryptowalut.

Zdaniem naukowców zabezpieczenia mogą zostać złamane już w 2027 roku. Jak jednak ocenia dr Magdalena Stobińska, komputerów kwantowych nie należy się obawiać.

– Dotychczas większość systemów kryptograficznych opiera się na tym, że angażują problemy, które są dla nas trudne dziś do rozwiązania, a ponieważ nikt tego nie umie zrobić, to jesteśmy bezpieczni. Wiadomo, że nigdy nie przewidzimy co trafi do głowy naukowcom, może przestanie to być bezpiecznym rozwiązaniem, natomiast kwantowa mechanika oferuje bezpieczeństwo oparte na prawach fizyki. Tak jak światło nie może się poruszać szybciej niż prędkość, tak pewne rozwiązania nie mogą być zagrożone, ponieważ gwarantują to prawa mechaniki kwantowej – tłumaczy ekspertka.

Według raportu „Quantum Computing Market & Technologies – 2018-2024”, wydajność kwantowa w najbliższych latach będzie rosnąć o blisko 25 proc. średniorocznie. Market Research Media szacuje, że wartość rynku komputerów kwantowych do 2020 roku przekroczy 5 mld dolarów.