Новини науки

Специалисты из МВФ считают, что скоро появится машина, которая полностью нивелирует все преимущества современной криптографии. Поэтому нам следует как можно скорее искать способы защиты от столь сильного "хакера".

Квантовые компьютеры могут достичь такого уровня оптимизации, который позволил бы взломать многие из сегодняшних ключей шифрования за меньшее время, чем требуется для их генерации с помощью обычных цифровых компьютеров. Поэтому, полагают эксперты, финансовые учреждения должны как следует прокачать свои системы кибербезопасности, сообщает imf.org, ссылаясь на рабочий документ МВФ 21/71*.

"Квантовые компьютеры могут значительно превзойти цифровые компьютеры, которые следуют классическим законам физики… До недавнего времени так называемое квантовое превосходство было всего лишь теорией. Однако в 2019 году Google использовал квантовый компьютер для выполнения конкретной вычислительной задачи всего за 200 с. И, как заявила тогда компания, на выполнение такой же задачи у самого мощного цифрового суперкомпьютера ушло бы 10 тыс. лет", — пишут авторы документа (их имена и должности названы в конце материала, — ред.).

Эксперты утверждают, что квантовые компьютеры, решая проблемы с большей точностью и скоростью, чем цифровые, могут ускорить научные открытия и инновации, произвести революцию в моделировании финансовых рынков и расширить возможности машинного обучения (МО) и искусственного интеллекта (ИИ).

"Их можно использовать для моделирования субатомных частиц, молекулярных взаимодействий и химических реакций. Это может произвести революцию в химической инженерии и материаловедении. Квантовые компьютеры также могут помочь нам понять изменение климата", — отмечается в статье.

По мнению авторов, квантовые компьютеры могут трансформировать и финансовую систему. Они могли бы выполнять более точное моделирование методом Монте-Карло, используемое для прогнозирования поведения рынков с помощью моделирования ценообразования и рисков в реальном времени, или решать такие задачи, как распределение капитала, определение портфельных инвестиций, управление наличностью в сетях банкоматов, они могли бы ускорить обучение МО-алгоритмов — и все это за доли секунды.

Однако есть риски, отмечают специалисты. Например, они считают, что вычислительная мощность квантовых машин может угрожать современной криптографии.

Современная криптография основана на трех основных типах алгоритмов:

•     симметричные ключи,
•     асимметричные ключи (так называемые открытые ключи),
•     хэш-функции.

В случае симметричных ключей один и тот же ключ используется для шифрования и дешифрования сообщения. Асимметричная криптография использует пару связанных ключей (один закрытый, а другой открытый). Сообщение, зашифрованное одним ключом, может быть расшифровано только при использовании пары ключей. Эти алгоритмы применяются для цифровой аутентификации, цифровых подписей и защиты данных. Хэш-функции преобразуют цифровой ввод в уникальный набор байтов фиксированного размера. Они используются для безопасного хранения паролей и поддержки цифровой идентификации", — поясняется в материале.

Специалисты уверяют, что все эти криптографические алгоритмы в более-менее надежно защищают данные, но квантовые машины легко с ними справятся, — особенно с открытыми ключами. Дело в том, что их разработка основывается на проблеме факторизации чисел, в итоге цифровым компьютерам трудно подобрать закрытый ключ, даже если известен открытый ключ (или наоборот). А вот квантовые компьютеры смогут подобрать ключи без особых усилий, уверены они.

"Даже самые современные цифровые суперкомпьютеры не могут взломать ключи и хэши мгновенно. Однако квантовые компьютеры смогут решать сложные математические задачи экспоненциально быстрее, чем цифровые суперкомпьютеры. Это сделает асимметричную криптографию устаревшей и ослабит другие криптографические ключи и хэши. Теоретически полностью функционирующий квантовый компьютер взломает асимметричный ключ за считанные минуты", — сообщают авторы.

Асимметричные ключи широко используются для защиты связи через Интернет. Успешные атаки поставят под угрозу мобильный банкинг, электронную коммерцию, платежные транзакции, снятие наличных в банкоматах, ​​связь через VPN. Уязвимыми окажутся веб-сервисы и приложения, использующие криптографию с открытым ключом, — электронные кошельки, например.

"Фактически, почти любое зашифрованное личное или финансовое сообщение, отправленное и сохраненное сегодня, может быть расшифровано задним числом с помощью мощного квантового компьютера. Большинство финансовых учреждений и регулирующих органов еще не осознают этих новых рисков", — пишут эксперты.

Они рекомендуют финучреждениям уже сейчас начать подготовку к так называемому криптографическому переходу. Для этого финучреждения должны разработать планы по переходу существующей криптографии на квантово-устойчивые алгоритмы.

Квантовый компьютер IBM

"Уязвимые алгоритмы необходимо будет перевести на постквантовую криптографию. Финансовые учреждения также должны развивать криптографическую гибкость, чтобы алгоритмы можно было легко обновлять", — советуют эксперты.

"Современные квантовые компьютеры пока очень чувствительны. Тем не менее, скоро появятся машины, выполняющие вычисления с меньшим количеством ошибок и способные взламывать самые сложные коды. Финансовые учреждения должны осознавать риски и защищать свои системы, пока не стало слишком поздно. Мы знаем немало поучительных историй о якобы неразрушимых кодах, которые взламывались новыми технологиями", — резюмируют специалисты.

*Документ был составлен Хосе Деодоро, владельцем платформы для сбора данных в Департаменте информационных технологий МВФ, Маджидом Малайка, ведущим экспертом по рискам цифровой трансформации и кибербезопасности в Департаменте информационных технологий МВФ, Махаилом Горбаневым, старшим экономистом Департамента стратегии, политики и анализа МВФ, Тахсином Саади Седиком, замначальника отдела Департамента стран Азии и Тихого океана МВФ.