В предыдущем посте я упомянул проблему шифрования в эпоху появления квантовых компьютеров. Сейчас попробую объяснить на пальцах, что это за проблема, и почему она касается лично вас.

Начнём издалека… Каковы основные требования к современным шифрам?

1. Криптостойкость (т.е. надёжность, устойчивость ко взлому) – шифр должен быть не взламываемым на протяжении нескольких человеческих жизней с текущим развитием технологий. Тут стоит оговориться, что ни одного реального для эксплуатации шифра, который был бы абсолютно надёжным, взлом которого был бы исключён даже в теории, пока изобретено не было. Но криптографы договорились, что, если шифр может устоять сотню-другую лет, если его будет взламывать самый мощный из существующих суперкомпьютеров – такой шифр можно считать достаточно стойким.

2. Алгоритм шифрования/дешифрования не должен слишком нагружать ваш девайс – если на зашифровку сообщения «Hello world!» у вас уйдёт месяц, не думаю, что вам будет дело до стойкости этого шифра.

3. Ключ для шифрования/дешифрования должен иметь фиксированную длину и не зависеть от длины шифруемых данных. В качестве примера того, почему нарушение этого критерия делает современные криптоситсемы нежизнеспособными, можно глянуть, например, вот эту статью про шифр Вернама.

А теперь, когда разобрались с основными требованиями к шифрам, возвращаемся к нашим квантовым баранам… Итак, квантовый компьютер имеет производительность в миллионы раз превышающую производительность обыкновенных суперкомпьютеров. Пока, насколько я знаю, они могут выполнять довольно ограниченный набор операций, но, в целом, уже давно (первая конференция на эту тему прошла аж в 2006 году) криптографам пришло понимание, что рано или поздно эти самые квантовые компьютеры начнут использоваться для дешифровки шифров. Пусть даже до массового пользователя эта технология доберётся не скоро, иностранные разведки не дремлют, а они доступ к таким ресурсам получат одними из первых.

И, если раньше увеличение мощностей злоумышленников компенсировалось увеличением мощностей защищаемых систем (то есть, люди просто жертвовали 2 и 3 пунктом в угоду первому), то, когда речь идёт о квантовых компьютерах, сделать это уже не выйдет – для того, чтобы обычные шифры остались достаточно устойчивыми к квантовым злоумышленникам, нагрузка на ресурсы и длина ключа должна возрасти тысячи, если не миллионы, раз. То есть, загрузку сайтов, например, (да, в этом процессе тоже участвует шифрование) вы будете ждать пару часов, пока не купите свой персональный квантовый компьютер.

Решений этой проблемы, на самом деле, найдено немало (кстати, любопытно, что многие русскоязычные ресурсы в этом вопросе говорят об отсутствии решения, ссылаясь на википедию, которая, в свою очередь, опирается на статью 2009 года) – есть варианты с усложнением применяемых алгоритмов, есть полностью новые стандарты. На самом деле, главная проблема сейчас – это запоздалое появление единого признанного мировым сообщество стандарта. Google долгое время использовали свои алгоритмы, Apple – свои. Только в этом году NIST (обычно, именно их стандарты становятся общепризнанными, либо, если мы говорим о каких-нибудь ГОСТовых алгоритмах, то стандарты NIST-а часто берутся за основу своих собственных, импортозамещённых стандартов) представил несколько основных стандартов постквантового шифрования. Учитывая, что с момент принятия единого стандарта до его повсеместного внедрения, обычно, проходит несколько лет, а некоторые сферы криптографии пока так и остались неохваченными этим стандартом, в ближайшей перспективе это может аукнуться не очень хорошо.

#безопасность #шифрование #квантовые_компьютеры