Nilalayon ng NSA na bumuo ng computer na kabuuan upang 'masira ang karamihan sa mga uri ng pag-encrypt'

Sa mga kahon ng metal na may sukat ng kuwarto na may seguridad laban sa mga electromagnetic leaks, ang National Security Agency ay karera upang bumuo ng isang computer na maaaring masira ang halos lahat ng uri ng encryption na ginagamit upang maprotektahan ang mga rekord sa pagbabangko, medikal, negosyo at pamahalaan sa buong mundo.Ayon sa mga dokumento na ibinigay ng dating kontratista ng NSA na si Edward Snowden, ang pagsisikap na bumuo ng "isang cryptologically kapaki-pakinabang na kwantum computer" - isang makina na exponentially mas mabilis kaysa sa mga klasikal na computer - ay bahagi ng isang $ 79.7 milyon na programa sa pagsasaliksik na pinamagatang 'Penetrating Hard Targets'. Karamihan sa trabaho ay naka-host sa ilalim ng mga classified na kontrata sa a laboratoryo sa College Park, Md.

Ang pag-unlad ng isang quantum computer ay matagal na naging layunin ng marami sa komunidad na pang-agham, na may mga rebolusyonaryong implikasyon para sa mga larangan tulad ng gamot pati na rin para sa code-breaking na misyon ng NSA. Sa ganitong teknolohiya, ang lahat ng mga kasalukuyang anyo ng pampublikong susi ng pag-encrypt ay masira, kabilang ang mga ginamit sa maraming mga secure na Web site pati na rin ang uri na ginagamit upang maprotektahan ang mga lihim ng estado.

Ang mga physicist at mga siyentipiko ng computer ay matagal na tinutukoy kung ang mga pagsisikap ng NSA ay mas advanced kaysa sa mga pinakamahusay na mga laboratoryo ng sibilyan. Kahit na ang buong lawak ng pananaliksik ng ahensiya ay nananatiling hindi kilala, ang mga dokumentong ibinigay ng Snowden ay nagmumungkahi na ang NSA ay hindi mas malapit sa tagumpay kaysa sa iba sa komunidad na siyentipiko.

"Ito ay tila hindi masasabi na ang NSA ay maaaring maging mas maaga sa bukas na mundo nang walang sinuman ang nakakaalam nito," sabi ni Scott Aaronson, isang associate professor ng electrical engineering at computer science sa Massachusetts Institute of Technology.

Lumilitaw ang NSA na tanggapin ang sarili bilang leeg at leeg na may mga laboratoryo ng quantum computing na inisponsor ng European Union at ng gobyerno ng Switzerland, na may matatag na pag-unlad ngunit kaunting inaasam-asam ng agarang pagsulong.

"Ang heograpikong saklaw ay makitid mula sa isang pandaigdigang pagsisikap sa isang discrete focus sa European Union at Switzerland," ang isang dokumento ng NSA.

Si Seth Lloyd, isang propesor ng MIT ng quantum mechanical engineering, ay nagsabing ang pokus ng NSA ay hindi maling lugar. "Ang EU at Switzerland ay gumawa ng makabuluhang pagsulong sa huling dekada at naabutan ang US sa teknolohiyang computing computer," aniya.

Ang NSA ay tinanggihan na magkomento para sa artikulong ito.

Ang mga dokumento, gayunpaman, ay nagpapahiwatig na ang ahensya ay nagdadala ng ilang mga pananaliksik sa malalaking, shielded na mga kuwarto na kilala bilang Faraday cages, na idinisenyo upang maiwasan ang electromagnetic energy mula sa pagpasok o lumabas. Ang mga ito, ayon sa isang maikling paglalarawan, ay kinakailangan "upang mapanatili ang masarap na mga eksperimento ng quantum computing na tumatakbo."

[Basahin ang isang dokumento na naglalarawan ng mga antas ng pag-uuri na nauugnay sa mga pagsisikap sa kabuuan ng computing]

Ang pangunahing prinsipyo na nakabatay sa quantum computing ay kilala bilang "quantum superposition," ang ideya na ang isang bagay ay sabay na umiiral sa lahat ng mga estado. Ang isang klasikal na computer ay gumagamit ng binary bits, na alinman zeroes o mga. Ang isang kabuuan ng computer ay gumagamit ng mga bits ng kabuuan, o mga qubit, na kung saan ay sabay na zero at isa.

Ang tila imposible ay bahagi ng misteryo na namamalagi sa gitna ng teorya kabuuan, na kahit na teoretiko physicists sabihin walang sinuman ganap na nauunawaan.

"Kung sa tingin mo nauunawaan mo ang mekanika ng quantum, hindi mo nauunawaan ang mga mechanics ng quantum," sabi ng pinuno ng Nobel Richard Feynman, na malawak na itinuturing bilang pioneer sa quantum computing.

Narito kung paano ito gumagana, sa teorya: Habang ang isang klasikal na computer, gayunpaman ay mabilis, ay dapat gumawa ng isang pagkalkula sa isang pagkakataon, ang isang quantum computer ay maaaring iwasan kung minsan na kinakailangang gumawa ng mga kalkulasyon na hindi kailangan upang malutas ang isang problema. Na pinapayagan ito sa tahanan sa sa tamang sagot mas mabilis at mahusay.

Mahirap makamit ang computing ng kabuuan dahil sa marupok na katangian ng naturang mga computer. Sa teorya, ang mga bloke ng gusali ng naturang computer ay maaaring magsama ng indibidwal na mga atom, photon o electron. Upang mapanatili ang kabuuan ng likas na katangian ng computer, ang mga particle na ito ay kailangang maingat na ihiwalay mula sa kanilang mga panlabas na kapaligiran.

"Ang mga kuwantum ng kuwantum ay lubhang pinong, kaya kung hindi mo protektahan ang mga ito mula sa kanilang kapaligiran, ang pag-compute ay walang silbi," sabi ni Daniel Lidar, isang propesor ng electrical engineering at ang direktor ng Center para sa Quantum Information Science and Technology sa Unibersidad ng Timog California.

Ang isang nagtatrabaho kuwantum computer ay buksan ang pinto upang madaling paglabag sa pinakamatibay na mga tool sa pag-encrypt na ginagamit ngayon, kabilang ang isang karaniwang kilala bilang RSA, pinangalanan para sa mga inisyal ng mga tagalikha nito. Ang RSA ay nag-aambag ng mga komunikasyon, na binubuksan ang mga ito sa sinuman subalit ang tinatanggap na tatanggap, nang hindi nangangailangan ng paggamit ng isang ibinahaging password. Ito ay karaniwang ginagamit sa mga Web browser upang ma-secure ang mga transaksyong pinansyal at sa naka-encrypt na e-mail. Ginagamit ang RSA dahil sa kahirapan ng pagpapakilala sa produkto ng dalawang malalaking numero ng kalakasan. Ang paglabag sa pag-encrypt ay nagsasangkot sa paghahanap ng mga dalawang numero na iyon. Hindi ito maaaring gawin sa isang makatwirang dami ng oras sa isang klasikal na computer.

Sa 2009, ang mga siyentipiko ng computer na gumamit ng mga klasikal na pamamaraan ay magagawang tuklasin ang mga primes sa loob ng isang 768-bit na numero, ngunit ito ay kinuha halos dalawang taon at daan-daang mga computer na kadahilanan ito. Tinatayang tinataya ng mga siyentipiko na aabutin ng 1,000 ang mga oras na masira ang 1,024-bit na key ng pag-encrypt, na karaniwang ginagamit para sa mga transaksyon sa online.

Gayunman, ang isang malakihang computer quantum ay maaaring masira ang isang 1,024-bit na encryption. Ang ilang mga nangungunang mga kompanya ng Internet ay lumilipat sa 2,048-bit na mga key, ngunit kahit na ang mga ito ay naisip na mahina sa mabilis na decryption sa isang kabuuan computer.

Ang mga kuwantum na kuwantum ay may maraming mga application para sa pang-agham na komunidad ngayon, kabilang ang paglikha ng artipisyal na katalinuhan. Ngunit natatakot ng NSA ang mga implikasyon para sa pambansang seguridad.

"Ang application ng mga teknolohiya ng quantum sa mga algorithm ng encryption nagbabanta upang lubos na makaapekto sa kakayahan ng gobyerno ng US na parehong maprotektahan ang mga komunikasyon at pag-eavedrop nito sa mga komunikasyon ng mga dayuhang pamahalaan," ayon sa isang panloob na dokumento na ibinigay ni Snowden.

Ang mga eksperto ay hindi sigurado kung gaano kabilis ang isang computer na quantum ay magagawa. Isang dekada na ang nakalilipas, sinabi ng ilang eksperto na ang pagbuo ng malaking computer na quantum ay malamang na 10 sa 100 taon sa hinaharap. Limang taon na ang nakalilipas, sinabi ni Lloyd na ang layunin ay hindi bababa sa 10 na taon ang layo.

Noong nakaraang taon, sinabi ni Jeff Forshaw, isang propesor sa Unibersidad ng Manchester, ang pahayag ng Guardian ng Britanya, "Marahil ay lalong madaling panahon na mag-isip-isip kung kailan ang unang full-scale quantum computer ay itatayo ngunit ang kamakailang pag-unlad ay nagpapahiwatig na mayroong lahat ng dahilan upang maging maasahin. "

"Sa palagay ko ay malamang na magkaroon kami ng uri ng quantum computer na nais ng NSA sa loob ng hindi bababa sa limang taon, sa kawalan ng makabuluhang tagumpay ay maaaring mas matagal pa," sinabi ni Lloyd sa The Washington Post sa isang panayam kamakailan.

Gayunpaman, ang ilang mga kumpanya ay nag-aangkin na gumagawa ng maliliit na computer na quantum. Isang Canadian firm, Mga Sistema ng D-Wave , sabi nito ay gumagawa ng mga computer na quantum mula nang 2009. Sa 2012, ibinebenta nito ang isang bersyon na $ 10 milyon sa Google, NASA at sa mga Unibersidad na Space Research Association, ayon sa mga ulat ng balita.

Ang quantum computer na iyon, gayunpaman, ay hindi kailanman magiging kapaki-pakinabang para sa paglabag sa pampublikong key encryption tulad ng RSA.

"Kahit na ang lahat ng bagay na inaangkin nila ay tama, ang computer na iyon, sa pamamagitan ng disenyo nito, ay hindi maaaring tumakbo Algorithm ng Shor, "Sabi ni Matthew Green, isang propesor ng pananaliksik sa Johns Hopkins University Information Security Institute, na tumutukoy sa algorithm na maaaring magamit upang masira ang encryption tulad ng RSA.

Iniisip ng mga eksperto na ang isa sa pinakamalaking mga hadlang sa paglabag sa pag-encrypt na may isang computer na kabuuan ay ang pagbuo ng isang computer na may sapat na qubit, na mahirap na ibinigay sa napaka-babasagin na estado ng mga computer na kabuuan. Sa pagtatapos ng Setyembre, inaasahan ng NSA na magkaroon ng ilang mga bloke ng gusali, na inilarawan sa isang dokumento bilang "dinamikong decoupling at kumpletong kabuuan ng kontrol sa dalawang semiconductor qubits."

"Iyon ay isang mahusay na hakbang, ngunit ito ay isang medyo maliit na hakbang sa kalsada sa pagbuo ng isang malakihang kabuuan ng computer," sinabi Lloyd.

Ang isang quantum computer na may kakayahang i-crack ang cryptography ay kailangan ng daan-daang libo o higit pang mga qubit kaysa sa iyon.

Ang badyet para sa National Intelligence Program, karaniwang tinutukoy bilang "itim na badyet," ay nagtatala ng proyektong "Penetrating Hard Target" at nabanggit na ang hakbang na ito "ay magbibigay-daan sa paunang pag-scale patungo sa malalaking sistema sa kaugnay at pagsisikap.

Ang isa pang proyekto, na tinatawag na "Owning the Net," ay gumagamit ng quantum research upang suportahan ang paglikha ng mga pag-atake na batay sa kabuuan sa mga encryption tulad ng RSA, ang mga dokumento ay nagpapakita.

"Ang kabalintunaan ng kabuuan ng computing ay na kung maaari mong isipin ang isang tao na pagbuo ng isang kabuuan ng computer na maaaring masira encryption ng ilang mga dekada sa hinaharap, pagkatapos ay kailangan mo na nag-aalala sa ngayon," sinabi Lidar.

Copyright: Ang Washington Post

Ibahagi ang artikulong ito: