Forestil dig et kort hanen, der købte en kop kaffe til dig i morges, lod også en hacker halvvejs over hele verden få adgang til din bankkonto og købe sig selv, hvad de kunne lide. Forestil dig nu, at det ikke var en engangsfejl, men det skete hele tiden: Forestil dig, at låsene, der sikrer vores elektroniske data, pludselig holdt op med at virke.
Dette er ikke et science fiction-scenarie. Det kan meget vel blive en realitet, når den er tilstrækkelig kraftig kvantecomputere kom online. Disse enheder vil bruge kvanteverdenens mærkelige egenskaber til at opklare hemmeligheder, som det ville tage almindelige computere mere end et helt liv at tyde.
Vi ved ikke, hvornår dette vil ske. Men mange mennesker og organisationer er allerede bekymrede over såkaldte "høst nu, dekrypter senere” angreb, hvor cyberkriminelle eller andre modstandere stjæler krypterede data nu og gemmer dem væk til den dag, hvor de kan dekryptere dem med en kvantecomputer.
Som fremkomsten af kvantecomputere kommer tættere på, forsøger kryptografer at udtænke nye matematiske skemaer for at sikre data mod deres hypotetiske angreb. Den involverede matematik er meget kompleks - men vores digitale verdens overlevelse kan afhænge af den.
'Quantum-Proof' kryptering
Opgaven med at knække meget aktuel online sikkerhed bunder i det matematiske problem med at finde to tal, der, når de ganges sammen, producerer et tredje tal. Du kan tænke på dette tredje nummer som en nøgle, der låser de hemmelige oplysninger op. Efterhånden som dette tal bliver større, bliver den tid, det tager en almindelig computer at løse problemet, længere end vores levetid.
Fremtidige kvantecomputere skulle dog være i stand til at knække disse koder meget hurtigere. Så kapløbet er i gang for at finde nye krypteringsalgoritmer, der kan modstå et kvanteangreb.
Det amerikanske National Institute of Standards and Technology har været Kræver foreslået "kvantesikre" krypteringsalgoritmer i årevis, men indtil videre har få modstået granskning. (En foreslået algoritme, kaldet Supersingular Isogeny Key EncapsulationHvad dramatisk brudt i 2022 ved hjælp af australsk matematisk software kaldet Magma, udviklet ved University of Sydney.)
Løbet har været varmt i år. I februar, Apple opdateret sikkerhedssystemet til iMessage-platformen for at beskytte data, der kan høstes i en post-kvante fremtid.
For to uger siden meddelte videnskabsmænd i Kina, at de havde installeret et nyt "krypteringsskjold" for at beskytte Oprindelse Wukong kvantecomputer fra kvanteangreb.
Omtrent på samme tid, kryptograf Yilei Chen annoncerede han havde fundet en måde, kvantecomputere kunne angribe en vigtig klasse af algoritmer baseret på matematikken i gitter, som blev betragtet som nogle af de sværeste at bryde. Gitterbaserede metoder er en del af Apples nye iMessage-sikkerhed, samt to af de tre frontløbere til en standard post-kvantekrypteringsalgoritme.
Hvad er en gitterbaseret algoritme?
Et gitter er et arrangement af punkter i en gentagende struktur, som hjørnerne af fliser i et badeværelse eller atomerne i en diamantkrystal. Fliserne er todimensionelle og atomerne i diamant er tredimensionelle, men matematisk kan vi lave gitter med mange flere dimensioner.
Mest gitterbaseret kryptografi er baseret på et tilsyneladende simpelt spørgsmål: Hvis du skjuler et hemmeligt punkt i et sådant gitter, hvor lang tid vil det så tage en anden at finde den hemmelige placering fra et andet punkt? Dette gemmeleg kan understøtte mange måder at gøre data mere sikre på.
En variant af gitterproblemet kaldet "læring med fejl" anses for at være for svær at bryde selv på en kvantecomputer. Efterhånden som størrelsen af gitteret vokser, antages den tid, det tager at løse, at stige eksponentielt, selv for en kvantecomputer.
Gitterproblemet - ligesom problemet med at finde faktorerne i et stort antal, som så meget aktuel kryptering afhænger af - er tæt forbundet med et dybt åbent problem i matematik kaldet "skjult undergruppeproblem".
Yilei Chens tilgang foreslog, at kvantecomputere muligvis kan løse gitterbaserede problemer hurtigere under visse forhold. Eksperter forsøgte at kontrollere hans resultater - og det hurtigt fundet en fejl. Efter at fejlen blev opdaget, udgav Chen en opdateret version af sit papir, der beskrev fejlen.
På trods af denne opdagelse har Chens papir gjort mange kryptografer mindre sikre på sikkerheden ved gitterbaserede metoder. Nogle er vurderer stadig om Chens ideer kan udvides til nye veje til at angribe disse metoder.
Mere matematik påkrævet
Chens papir satte gang i en storm i det lille samfund af kryptografer, der er rustet til at forstå det. Det fik dog næsten ingen opmærksomhed i den bredere verden - måske fordi så få mennesker forstår denne form for arbejde eller dens implikationer.
Sidste år, da den australske regering offentliggjorde en national kvantestrategi for at gøre landet til "leder af den globale kvanteindustri", hvor "kvanteteknologier er en integreret del af et velstående, retfærdigt og inkluderende Australien", var der en vigtig udeladelse: Den nævnte slet ikke matematik.
Australien har mange førende eksperter inden for kvantecomputere og kvanteinformationsvidenskab. Men at få mest muligt ud af kvantecomputere - og forsvare sig mod dem - vil kræve dyb matematisk træning for at producere ny viden og forskning.
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Billede Credit: ZENG YILI / Unsplash
- SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
- PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
- PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
- PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
- Kilde: https://singularityhub.com/2024/04/30/mind-bending-math-could-stop-quantum-hackers-but-few-understand-it/
- :har
- :er
- :ikke
- :hvor
- $OP
- 2022
- a
- I stand
- Om
- adgang
- Konto
- tværs
- Efter
- mod
- siden
- Støtte
- algoritme
- algoritmer
- Alle
- næsten
- allerede
- også
- beløb
- an
- ,
- annoncerede
- Apple
- tilgang
- ER
- arrangement
- artikel
- AS
- At
- angribe
- At angribe
- Angreb
- opmærksomhed
- Australien
- australsk
- væk
- Bank
- bankkonto
- baseret
- BE
- fordi
- bliver
- bliver
- været
- troede
- større
- købte
- Pause
- men
- købe
- kaldet
- CAN
- kort
- vis
- kontrollere
- chen
- Kina
- klasse
- nøje
- koder
- Kaffe
- KOM
- Kom
- Commons
- samfund
- computer
- computere
- computing
- pågældende
- betingelser
- sikker
- betragtes
- hjørner
- kunne
- land
- sprække
- revner
- Kreativ
- kredit
- kryptograf
- kryptografer
- kryptografi
- Krystal
- Kop
- Nuværende
- cyberkriminelle
- data
- dag
- dechifrere
- Dekryptér
- dyb
- Forsvar
- afhænge
- beskriver
- udviklet
- Enheder
- udtænke
- Diamant
- digital
- digital verden
- størrelse
- opdaget
- opdagelse
- gør
- Dont
- ned
- elektronisk
- andet
- krypteret
- kryptering
- udstyret
- fejl
- Endog
- eksperter
- eksponentielt
- udvidet
- faktorer
- retfærdig
- langt
- februar
- få
- Fiktion
- Finde
- finde
- fejl
- Til
- fundet
- fra
- fremtiden
- spil
- får
- fejl
- Global
- Regering
- Vokser
- hacker
- havde
- halvvejs
- ske
- skete
- Hård Ost
- Have
- he
- Skjule
- stærkt
- hans
- Hvordan
- Men
- HTTPS
- ideer
- if
- billede
- implikationer
- vigtigt
- in
- Inklusive
- Forøg
- industrien
- oplysninger
- Institut
- integral
- involverede
- IT
- ITS
- jpeg
- Nøgle
- Venlig
- Kend
- viden
- stor
- leder
- førende
- mindre
- lad
- Licens
- levetid
- ligesom
- placering
- Låse
- Lang
- længere
- lavet
- lave
- Making
- mange
- mange mennesker
- matematik
- matematiske
- matematisk
- matematik
- Kan..
- nævne
- metoder
- tankevækkende
- mere
- Morgen
- mest
- meget
- ganget
- national
- Ny
- NIST
- ingen
- nu
- nummer
- numre
- of
- off
- on
- ONE
- online
- online sikkerhed
- åbent
- or
- almindelig
- organisationer
- Andet
- vores
- Papir
- del
- pathways
- Mennesker
- perron
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatoData
- Punkt
- punkter
- vigtigste
- Problem
- problemer
- producere
- egenskaber
- foreslog
- blomstrende
- beskytte
- offentliggjort
- Quantum
- Kvantecomputer
- kvantecomputere
- quantum computing
- kvanteinformation
- spørgsmål
- hurtigt
- Løb
- hurtigt
- Læs
- Reality
- modtaget
- relaterede
- kræver
- forskning
- samme
- scenarie
- ordninger
- Videnskab
- Science Fiction
- forskere
- kontrol
- Secret
- Hemmelig placering
- hemmeligheder
- sikker
- sikkerhed
- Søg
- tilsyneladende
- sæt
- bør
- Simpelt
- Størrelse
- lille
- So
- indtil nu
- Software
- SOLVE
- nogle
- Nogen
- stå
- standard
- standarder
- Starter
- stjæle
- Stands
- stoppet
- butik
- Storm
- mærkeligt
- struktur
- sådan
- overlevelse
- sydney
- systemet
- Tag
- tager
- Tryk på
- Opgaver
- Teknologier
- Teknologier
- end
- at
- verdenen
- deres
- selv
- Der.
- Disse
- de
- tror
- Tredje
- denne
- i år
- tre
- tid
- til
- sammen
- også
- Kurser
- forsøger
- to
- under
- understøtte
- forstå
- universitet
- University of Sydney
- låser op
- opdateret
- us
- brug
- Variant
- udgave
- var
- Vej..
- måder
- we
- uger
- GODT
- var
- uanset
- hvornår
- hvorvidt
- som
- WHO
- bredere
- vilje
- med
- Arbejde
- arbejder
- world
- ville
- år
- år
- Du
- Din
- zephyrnet