Краткое содержание

В этой статье Агентство по национальной безопасности (АНБ) обсуждает потенциальное влияние квантовых вычислений на шифрование с открытым ключом. АНБ утверждает, что неясно, если будет разработан квантовый компьютер, способный нарушать методы шифрования тока. Тем не менее, агентство предполагает, что важно рассмотреть и разрабатывать новые методы, чтобы противостоять будущему квантовому компьютеру. Кроме того, в статье подчеркивается прогресс, достигнутый в области квантовых вычислений в последние годы, и потенциальные риски, которые она представляет для шифрования общедоступного ключа.

1. Беспокоится ли АНБ о угрозе «криптографически значимого квантового компьютера»?

АНБ утверждает, что не знает, будет ли существовать квантовый компьютер, способный использовать криптографию открытого ключа.

2. Почему АНБ потратила 80 миллионов долларов на исследование квантового компьютера в 2014 году?

Статья предполагает, что исследовательская программа АНБ под названием «Владение сетью» была направлена ​​на разработку квантового компьютера, способного нарушать текущие методы шифрования. Тем не менее, позиция агентства по потенциальной угрозе квантового компьютера, по -видимому, развивалась с тех пор.

3. Что подразумевает АНБ, предлагая использование квантовых технологий?

АНБ намекает на то, что он может знать о разработке криптографически релевантного квантового компьютера или находится на пути к разработке одного. Предлагая использование квантово устойчивых технологий, агентство может предупреждать других о том, чтобы подготовиться к потенциальной угрозе квантового компьютера, разработанного вредоносными субъектами.

4. Насколько эффективны квантовые компьютеры при решении определенных проблем?

По словам Эрика Трекслера, вице-президента по глобальным правительствам в Security Shop Forcesciote, квантовые компьютеры показали эффективность в решении определенных проблем, включая асимметричную криптографию с общедоступным ключом.

5. Для чего используется криптография с открытым ключом?

Криптография общедоступной ключ опирается на сильное шифрование, такое как протоколы TLS и SSL, используемые для обеспечения данных браузера от стороннего Snooping.

6. Каково потенциальное влияние криптографически релевантного квантового компьютера?

Если разработан криптографически релевантный квантовый компьютер, он может подорвать широко развернутые алгоритмы открытых ключей, используемые для асимметричных обменов ключей и цифровых подписей.

7. Есть ли текущая угроза для сегодняшнего шифрования с квантовых компьютеров?

Несмотря на постоянный прогресс в разработке квантовых компьютеров, АНБ гарантирует, что алгоритмы шифрования, такие как AES-256 и SHA-384, в настоящее время безопасны от атак с крупных квантовых компьютеров.

8. Каковы усилия, которые предпринимают АНБ для противодействия квантовым вычислительным угрозам?

АНБ работает над «Алгоритмами квантового общедоступного ключа» с 2016 года. Тем не менее, агентство утверждает, что в настоящее время нет коммерческих алгоритмов, которые должны принять поставщики, за исключением государственных хэш -подписей для прошивки.

9. Безопасно ли текущее шифрование от инноваций?

Джейсон Сороко, технический директор Sectigo, предполагает, что только квантовые компьютеры не взломают криптографию открытого ключа. Реализация алгоритма SHOR, который позволяет для эффективного расшифровки тока расчета основных факторов большого числа.

10. Есть ли заметные события в квантовой криптографии?

В статье упоминаются планы Южной Кореи о крупномасштабном внедрении квантовой криптографии благодаря техническому партнерству с США. Кроме того, боффины (ученые) изучают использование квантовой физики для шифрования будущих облаков.

Заключение

Позиция АНБ в отношении потенциальной угрозы криптографически релевантного квантового компьютера остается неопределенной. Хотя агентство признает прогресс, достигнутый в квантовых вычислениях, оно считает, что текущие методы шифрования, такие как AES-256 и SHA-384, безопасны от атак крупных квантовых компьютеров. Тем не менее, АНБ предлагает рассмотрение и разработку квантово устойчивых технологий для подготовки к любым будущим достижениям в квантовых вычислениях.

Как АНБ движется к квантово-прелистительному будущему

“Это’Важно иметь исследовательскую организацию, даже в организации, ориентированной на миссию, чтобы думать вне кризиса,” говорит Эррера, хотя он добавляет, что Директорат посвящает часть своей работы “кризис дня.” Он запускает программу под названием “ученые по вызову,” что позволяет аналитикам миссий АНБ сталкиваться с техническими проблемами при опросе информации, чтобы попросить о помощи по электронной почте, предоставляя им доступ к сотням ученых.

АНБ: Мы не знаем, когда или даже если бы квантовый компьютер когда-либо сможет сломать сегодняшнее шифрование с открытым ключом

Американское агентство по национальной безопасности опубликовало FAQ о квантовой криптографии, заявив, что не знает », когда или даже если« когда-либо существовал квантовый компьютер, чтобы «эксплуатировать» криптографию с открытым ключом.

В документе под названием Квантовые вычисления и криптография после квадратичного, АНБ заявило, что «сегодня должен высказывать требования для систем, которые будут использоваться в течение многих десятилетий в будущем.«Имея это в виду, агентство придумало некоторые прогнозы [PDF] для ближайшего будущего квантовых вычислений и их влияния на шифрование.

Беспокоится ли АНБ по поводу угрозы, представляемой «криптографически релевантным квантовым компьютером» (CRQC)? Видимо не слишком много.

«АНБ не знает, когда или даже даже будет существовать квантовый компьютер с достаточным размером и властью для использования криптографии открытого ключа (CRQC)», – заявил он, что звучит довольно убедительно – хотя в 2014 году агентство поглотило 80 млн. Долл.

Похоже, что агентство супер-выгреба.

Как будто АНБ отбрасывает не очень тонкий намек, хотя почему это было бы спорно. Если он имеет CRQC или находится на пути к одному, он может захотеть предупредить союзников, поставщиков и граждан, чтобы подумать об использовании квантово-устойчивых технологий в случае, если плохие люди тоже развивают CRQC. Но зачем шпионам чаевые? Это все очень любопытно.

Прогресс на квантовых компьютерах неуклонно производился за последние несколько лет, и хотя они никогда не заменяют наши стандартные классические вычисления, они очень эффективны в решении определенных проблем

Эрик Трекслер, вице -президент по глобальным правительствам в магазине безопасности Forcepoint, сказал Реестр: «Прогресс на квантовых компьютерах неуклонно производился за последние несколько лет, и хотя они никогда не заменили наши стандартные классические вычисления, они очень эффективны в решении определенных проблем. Это включает в себя асимметричную криптографию с открытым ключом, один из двух различных типов криптосистем, используемых сегодня.”

Криптография с открытым ключом-это то, на что полагается мир для сильного шифрования, такого как TLS и SSL, которые лежат в основе стандарта HTTPS, используемый для защиты данных вашего браузера от стороннего Snooping.

В резюме АНБ, CRQC – если когда -либо существует – «способен подрывать широко развернутые алгоритмы открытых ключей. Индустрия шифрования после квадратного шифрования давно стремится изобразить себя как непосредственную угрозу для сегодняшнего шифрования, как Эль -рег подробно в 2019 году.

«Текущие широко используемые алгоритмы криптографии и хеширования основаны на определенных математических расчетах, которые требуют непрактичного времени для решения», – объяснил Мартин Ли, технический лидер в Talos Infosec Arm Cisco. «С появлением квантовых компьютеров мы рискуем, что эти расчеты станут легко выполнять, и что наше криптографическое программное обеспечение больше не будет защищать системы.”

Учитывая, что нации и лаборатории работают над созданием крипто-выстраивающих квантовых компьютеров, АНБ заявила, что работает над «Алгоритмами квантового общедоступного ключа» для частных поставщиков для правительства США для использования, имея свои усилия по стандартизации после квалификации с 2016 года. Тем не менее, агентство заявило, что такого алгора нет, что коммерческие поставщики должны принять прямо сейчас », за исключением государственных хэш -подписей для прошивки.”

Умные файлы cookie будут рады услышать, что АНБ рассматривает AES-256 и SHA-384 “в безопасности против атаки крупным квантовым компьютером.”

• Если вы обеспокоены тем, что квантовые компьютеры взломают ваш крипто, не будьте – по крайней мере, не в течение десяти лет или около того. Вот почему
• Острый: первое сообщение HPE от международной космической станции до Microsoft’s Azure? ‘Привет, мир’
• Южная Корея планирует крупномасштабное внедрение квантовой криптографии, отчасти благодаря техническому партнерству с США
• Квантовая физика для шифрования облаков будущего – Боффины

Джейсон Сороко, технический директор Sectigo, поставщик, который рекламирует «квантовую безопасную криптографию», сказал.

«Квантовые компьютеры только не взламывают криптографию открытого ключа», – сказал он, добавив, что такому зверу нужно будет выполнить реализацию SHOR’S Алгоритм. Это алго было впервые описано в 1994 году профессором математики MIT и допускает расчет основных факторов очень большого числа; жизненно важный шаг к ускорению дешифрования продукта алгоритмов текущего шифрования.

“Работа над квантовыми криптографическими алгоритмами продвигается вперед на основе риска, который ‘Универсальный’ Квантовые компьютеры в конечном итоге будут иметь достаточно стабильных кубитов, чтобы в конечном итоге реализовать SHOR’S Algorithm “, продолжение Soroko. “Я думаю это’важно предположить, что инновации как в математике, так и в инженерии потенциально удивит нас.”

В то время как достижения в области криптографии представляют не просто академический интерес для мира Infosec, всегда существует вопрос о том, что нарушения безопасности (и данные) возникают из -за человеческих факторов. Ransomware, в настоящее время самая большая угроза для предприятий, обычно распространяется, потому что кто -то забыл исправить или изгнать машину в корпоративной сети – или потому, что кто -то открывает вложение из злонамеренного письма.

Или есть старая шутка о крипптанализе резинового шланга, ссылаясь на выбиение паролей из захваченного Sysadmin.

Талос Ли пришел к выводу: “В мире, где пользователи разглашают свои пароли в обмен на шоколад или в ответ на заманчивое фишинговое электронное письмо, риск квантовых компьютеров может не быть нашей самой большой угрозой.” ®

Как АНБ движется к квантово-прелистительному будущему

АНБ неизменно удерживает свою дверь открытой для сотрудничества с частным сектором, который будет иметь решающее значение, поскольку Соединенные Штаты продвигаются в новое поколение кибербезопасности.

Квантовые вычисления – это быстро развивающаяся технология, которая может преобразовать отрасли промышленности путем решения сложных задач оптимизации, которые уклоняются от классических компьютеров. Но что происходит, когда квантовый компьютер используется против цифровой инфраструктуры, которая защищает нашу страну’Самые конфиденциальные данные? Это вопрос, который Агентство по национальной безопасности (АНБ) не ждет, чтобы узнать, и не должны частные организации.

Квантовые компьютеры используют квантовые свойства субатомных частиц для выполнения бесчисленных расчетов одновременно и, в считанные секунды, решают проблемы, которые даже сегодня’S самым мощным суперкомпьютерам займет тысячи лет. Рассмотрим использование такого компьютера в оптимизации портфелей финансовых инвестиций, маршрутизации транспортных средств, производственных процессов, распределения энергетических ресурсов и разработки лекарств, а также преобразующий потенциал квантовых вычислений становится ясным. Тем не менее, быстрое развитие этих революционных суперкомпьютеров вызвало тревогу в секторе обороны, поскольку состязательные национальные государства в настоящее время вкладывают миллиарды долларов в вооружение квантовых компьютеров.

Департамент защиты’S (DOD) Основная проблема заключается в том, что для нарушения шифрования, который защищает конфиденциальные правительственные данные и коммуникации, можно использовать вооруженный квантовый компьютер. Существуют тысячи ученых, математиков и квантовых программистов, в настоящее время используемые состязательными странами для продвижения квантовой угрозы в Соединенных Штатах. Квантовый компьютер, который может нарушить жизненно важные цифровые системы и расшифровать классифицированную информацию, представляет огромную угрозу национальной безопасности. Соединенные Штаты ответили разработкой технологий для противодействия квантовой угрозе и укрепления его цифровой инфраструктуры. В частности, АНБ было поручено обеспечить будущую безопасность Соединенных Штатов’ Цифровая инфраструктура путем внедрения решений квантового разрешения на системы национальной безопасности (NSS).

АНБ признает квантовую угрозу

В 2015 году АНБ объявила о плане перехода NSS в новый квантово-устойчивый комплекс шифров. Хотя квантовые компьютеры все еще находились в их эмбриональном состоянии, АНБ объяснила, что угроза квантовых вычислений была основным фактором в решении отозвать предыдущий набор шифров, называемый Suite B и подготовиться к эпохе после квонта. АНБ заявило в своем объявлении, “К сожалению, рост использования эллиптической кривой усилился против того, чтобы продолжить прогресс в исследованиях квантовых вычислений, что требует переоценки нашей криптографической стратегии.” В объявлении также отмечалось, что конечной целью для агентства было “обеспечить экономически эффективную безопасность от потенциального квантового компьютера.”

Это объявление было первым, когда АНБ публично признало, что квантовые вычисления представляют серьезную угрозу для шифрования и, что более важно, пришло время действовать. Это’S также важно отметить, что АНБ ищет экономически эффективное решение. Это, несомненно, станет ключевым препятствием для организаций в правительственном и частном секторах во время перехода к криптографии после квонта (PQC). Для того, чтобы решение было экономически эффективным, оно должно быть совместимы с существующими системами; Замена аппаратного обеспечения представляет значительные проблемы и расходы. АНБ отложено в Национальном институте технологий стандартов (NIST) для исследования решений PQC и завершения набора алгоритмов квантового разрешения для использования в NSS. Экономическая эффективность этого подхода будет в значительной степени зависеть от каждой организации’S Способность реализовать новые алгоритмы с минимальными нарушениями существующих систем.

Что не делает АНБ

АНБ изучило множество вариантов для растворов квантового режиссера, включая распределение квантовых ключей (QKD). QKD в основном использует фотонные каналы (волокна) для отправки уникальных клавиш шифрования, генерируемых через квантовые свойства фотонов. В то время как ключи, используемые в QKD, сильны, технология уязвима для слабой реализации, что заставляет ее восприимчить к различным квантовым и даже классическим атакам.

Помимо уязвимостей безопасности, еще одна фундаментальная проблема, преследующая QKD, – это количество специализированного оборудования, необходимого для обеспечения соединения между двумя баллами. АНБ заявило, что реализация QKD на NSS потребует значительных ресурсов, и оно не квалифицировалось как комплексное решение о квантовой безопасности. Согласно АНБ, QKD “Управляют только некоторые угрозы безопасности, и это требует значительных инженерных изменений в NSS Communications Systems. АНБ не считает QKD практическим решением безопасности для защиты информации о национальной безопасности.” Сложность QKD подрывает цель АНБ для обеспечения экономически эффективной квантовой кибербезопасности, как указано в объявлении 2015 года. АНБ и NIST оба одобрили PQC как превосходное и экономически эффективное решение о квантово-резистильном решении и, в конечном счете, PQC станет стандартом для шифрования данных как в правительственном, так и в частном секторах.

Ускорение АНБ’Сталки

Временная шкала для АНБ’Сталкивания к переходу на PQC были значительно сокращены, когда в январе президент Байден подписал меморандум национальной безопасности (NSM-8) на “Улучшение кибербезопасности национальной безопасности, министерства обороны и разведывательных сообществ.” Меморандум специально призван в АНБ и Комитет по системам национальной безопасности (CNS), чтобы в течение 180 дней определить случаи шифрования, используемых в NSS, не соблюдающих АНБ, одобренные квантово-устойчивыми алгоритмами, а также для обеспечения плана и срока перехода этих систем на квантовые стандарты.

АНБ больше не может ждать до 2024 года, пока NIST завершит стандарты PQC, и теперь ему поручено аудит текущей кибер -инфраструктуры NSS и немедленно предоставление плана перехода PQC. Этот мандат ознаменовал начало самого большого воспитания в истории кибербезопасности для DOD. Частные организации были бы разумны, чтобы действовать с той же срочностью, что и АНБ, и начать исследовать решения после кванта для своих собственных систем.

Межведомственное сотрудничество

Успешный переход NSS в PQC потребует сотрудничества нескольких государственных органов. Раздел 1 (v) NSM-8 требует, чтобы АНБ сотрудничало с Министерством внутренней безопасности (DHS) и другими организациями национальной безопасности по координации этого переходного процесса. Недавно DHS выпустила дорожную карту с изложением пошаговой стратегии перехода PQC для правительственных и коммерческих агентств, чтобы получить инвентаризацию своей наиболее конфиденциальной информации и соответственно расставить приоритеты в обновлении их систем. Это будет полезным инструментом для АНБ, поскольку агентство проводит аналогичный процесс оценки для NSS. Инструмент DHS открыт для общественности и предлагает ценный ресурс для частных организаций для проведения аналогичных аудитов в своих собственных системах.

Потребность в государственном сотрудничестве

АНБ неизменно удерживает свою дверь открытой для сотрудничества с частным сектором, который будет иметь решающее значение, поскольку Соединенные Штаты продвигаются в новое поколение кибербезопасности. АНБ’S Commercial Solutions for Classifice (CSFC) программа – это платформа, которая позволяет частным коммерческим разработчикам (I.эн., Продавцы) для регистрации компонентов кибербезопасности коммерческих продуктов с полки (COTS) для использования в NSS. Эти компоненты составлены в пакеты возможностей-поставщики, которые предоставляются клиентам CSFC, включая CSFC, включая DOD, разведывательные сообщества, военные услуги, федеральные агентства и другие заинтересованные стороны NSS. Несмотря на то, что CSFC не будет выставлять коммерческие решения для алгоритмов после квонта, пока NIST не завершит свои исследования и рекомендации по стандартам PQC, через CSFC есть много ресурсов, предназначенных для помощи клиентам, в том числе как правительственные, так и частные организации, использующие NSS, облегчают процесс обновления.

Национальный кибер-центр передового опыта (NCCOE) запустил проект по миграции после квонта, который объединяет академические, промышленные и государственные эксперты для разработки набора инструментов для организаций для проверки своих систем, оценки риска и подготовки к квантовому обновлению. Этот тип государственного сотрудничества будет иметь решающее значение для обеспечения плавно как правительственное и частное сектора, так и частные сектора. Частный сектор должен следовать за лидерством АНБ и других кибер -органов и начать готовить свои системы для перехода в PQC, чтобы обеспечить цифровую инфраструктуру, которая поддерживает Соединенные Штаты в настоящее время в безопасности и в квантовую эру.

Патрик Шор – менеджер программы в QuseCure.

АНБ стремится построить квантовый компьютер, который может взломать большинство видов шифрования

В металлических коробках размера размером с комнаты, защищенные от электромагнитных утечек, агентство национальной безопасности участвует в строительстве компьютера, который может сломать почти все виды шифрования, используемого для защиты банковского, медицинского, бизнеса и государственных записей по всему миру.

Согласно документам, предоставленным бывшим подрядчиком АНБ Эдвардом Сноуденом, усилия по строительству “криптологически полезный квантовый компьютер” – Машина экспоненциально быстрее, чем классические компьютеры – является частью 79 долларов США.7 миллионов исследовательской программы под названием “Проникновение жестких целей.” Большая часть работы проводится в соответствии с классифицированными контрактами в лаборатории в Колледж -Парке, штат Мэриленд.

Разработка квантового компьютера долгое время стала целью многих в научном сообществе, что с революционными последствиями для таких областей, как медицина, а также для АНБ’S Кодовая миссия. При такой технологии будут нарушены все текущие формы шифрования открытых ключей, в том числе те, которые используются на многих безопасных веб -сайтах, а также тип, используемый для защиты государственных секретов.

Физики и компьютерные ученые давно размышляют о том, является ли АНБ’Усилия более продвинуты, чем у лучших гражданских лабораторий. Хотя в полной степени агентства’Исследование остается неизвестным, документы, предоставленные Сноуденом, предполагают, что АНБ не ближе к успеху, чем другие в научном сообществе.

Исследуйте документы

Проникновение жестких целей

Изучите аннотированную версию описания АНБ о его усилиях по созданию «криптологически полезного квантового компьютера.” Прочитайте это.

Классификация усилий АНБ

Агентство описывает уровни классификации для информации, связанной с квантовыми вычислениями. Прочитайте это.

“Кажется невероятным, что АНБ может быть так далеко впереди открытого мира, и никто не знал об этом,” сказал Скотт Ааронсон, доцент кафедры электротехники и компьютерных наук в Массачусетском технологическом институте.

АНБ, по -видимому, рассматривает себя как бегущую шею и шею с квантовыми вычислительными лабораториями, спонсируемыми Европейским союзом и швейцарским правительством, с устойчивым прогрессом, но небольшая перспектива немедленного прорыва.

“Географический объем сузился от глобальных усилий, чтобы дискретно сосредоточиться на Европейском Союзе и Швейцарии,” Один документ АНБ.

Сет Ллойд, профессор MIT квантовой машиностроения, сказал АНБ’Сфокусировать не неуместно. “E.U. и Швейцария добилась значительных успехов за последнее десятилетие и догнала U.С. в технологии квантовых вычислений,” он сказал.

АНБ отказалась комментировать эту статью.

«Если вы думаете, что понимаете квантовую механику, вы не понимаете квантовую механику», – сказал покойный нобелевский лауреат Ричард Фейнман, который широко считается пионером в квантовых вычислениях. Блог в научном виде в Vertiasium пытается разобраться в этом.

Документы, однако, указывают на то, что агентство проводит некоторые из своих исследований в крупных, экранированных комнатах, известных как клетки Faraday, которые предназначены для предотвращения или входа электромагнитной энергии. Те, что, согласно одному краткому описанию, требуются “Для поддержания деликатных экспериментов по квантовым вычислениям.”

Основной принцип, лежащий в основе квантовых вычислений, известен как “квантовая суперпозиция,” идея, что объект одновременно существует во всех штатах. Классический компьютер использует бинарные биты, которые являются либо нулями, либо одны. Квантовый компьютер использует квантовые биты или кубиты, которые одновременно нулевые и один.

Эта кажущаяся невозможность является частью загадки, которая лежит в основе квантовой теории, которую даже теоретические физики говорят, что никто не понимает.

“Если вы думаете, что понимаете квантовую механику, вы надеваете’T понимать квантовую механику,” сказал покойный нобелевский лауреат Ричард Фейнман, который широко считается пионером в квантовых вычислениях.

Здесь’S, как это работает, в теории: хотя классический компьютер, каким бы быстрым, как быстрее, должен выполнять по одному расчету за раз, квантовый компьютер может иногда избегать необходимости делать расчеты, которые не нужны для решения проблемы. Это позволяет ему принять правильный ответ гораздо быстрее и эффективно.

Квантовые вычисления трудно достичь из -за хрупкой природы таких компьютеров. Теоретически, строительные блоки такого компьютера могут включать отдельные атомы, фотоны или электроны. Чтобы поддерживать квантовую природу компьютера, эти частицы должны быть тщательно изолированы от их внешней среды.

“Квантовые компьютеры чрезвычайно деликатны, поэтому, если вы надеваете’T защитите их от окружающей среды, тогда вычисление будет бесполезно,” сказал Даниэль Лидар, профессор электротехники и директор Центра квантовой информационной науки и техники в Университете Южной Калифорнии.

Рабочий квант -компьютер откроет дверь для легкого разрыва самых сильных инструментов шифрования, используемых сегодня, в том числе стандарт, известный как RSA, названный в честь инициалов его создателей. RSA Crambles Communications, делая их нечитаемыми для любого, кроме предполагаемого получателя, не требуя использования общего пароля. Он обычно используется в веб-браузерах для обеспечения финансовых транзакций и в зашифрованных электронных письмах. RSA используется из -за сложности факторирования продукта двух больших первичных чисел. Разрушение шифрования включает в себя поиск этих двух чисел. Это не может быть сделано за разумное количество времени на классическом компьютере.

В 2009 году компьютерные ученые, использующие классические методы. Ученые подсчитали, что потребуется 1000 раз дольше, чтобы сломать 1 024-битный ключ шифрования, который обычно используется для онлайн-транзакций.

Крупномасштабный квантовый компьютер, однако, теоретически может сломать 1024-битное шифрование намного быстрее. Некоторые ведущие интернет-компании переходят к 2048-битным ключам, но даже они считаются уязвимыми для быстрого дешифрования с квантовым компьютером.

Квантовые компьютеры имеют много приложений на сегодня’научное сообщество, включая создание искусственного интеллекта. Но АНБ опасается последствий для национальной безопасности.

“Применение квантовых технологий к алгоритмам шифрования угрожает резко повлиять на правительство США’Способность защищать свои сообщения и подслушать связь иностранных правительств,” в соответствии с внутренним документом, предоставленным Сноуденом.

Эксперты не уверены, как скоро станет квантовым компьютером. Десять лет назад некоторые эксперты заявили, что разработка большого квантового компьютера, вероятно, в будущем составила 10-100 лет. Пять лет назад Ллойд сказал, что цель была не менее 10 лет.

В прошлом году Джефф Форшоу, профессор Манчестерского университета, сказал Британии’S Guardian газета, “Вероятно, слишком рано размышлять о том, когда будет построен первый полномасштабный квантовый компьютер, но недавний прогресс указывает на то, что есть все основания оптимистично.”

“Я не ДОН’Не думаю, что мы’Повторный может иметь тип квантового компьютера, которого хочет АНБ в течение не менее пяти лет, в отсутствие значительного прорыва может быть намного дольше,” Ллойд сказал The Washington Post в недавнем интервью.

Некоторые компании, однако, утверждают, что уже производят небольшие квантовые компьютеры. Канадская фирма, D-Wave Systems, говорит, что с 2009 года она производит квантовые компьютеры. В 2012 году она продала версию в размере 10 миллионов долларов США Google, НАСА и Ассоциации космических исследований университетов, согласно новостям.

Этот квантовый компьютер, однако, никогда не был бы полезен для нарушения шифрования открытого ключа, такого как RSA.

“Даже если все они’Повторная заявка верна, что компьютер по своему дизайну не может запустить SHOR’S Алгоритм,” сказал Мэтью Грин, профессор исследования Института информационной безопасности Университета Джона Хопкинса, ссылаясь на алгоритм, который можно использовать для нарушения шифрования, такого как RSA.

Эксперты считают, что одним из самых больших препятствий для нарушения шифрования с помощью квантового компьютера является создание компьютера с достаточным количеством кубитов, что трудно с учетом очень хрупкого состояния квантовых компьютеров. К концу сентября АНБ, которое, как ожидалось, сможет иметь несколько строительных блоков, которые он описал в документе как “Динамическая развязка и полное квантовое управление на двух полупроводниках кубитов.”

“Что’S отличный шаг, но это’S довольно маленький шаг на дороге к строительству крупномасштабного квантового компьютера,” Ллойд сказал.

Квантовый компьютер, способный нарушать криптографию, потребуется сотни или тысячи кубитов, чем это.

Бюджет национальной разведывательной программы, обычно называемый “черный бюджет,” детали “Проникновение жестких целей” Проект и отметил, что этот шаг “обеспечит начальное масштабирование в сторону крупных систем в связанных и последующих усилиях.”

Другой проект, называемый “Владение сетью,” использует квантовые исследования для поддержки создания квантовых атак на шифрование, такие как RSA, документы показывают.

“Ирония квантовых вычислений состоит в том, что если вы можете представить, что кто -то создает квантовый компьютер, который может сломать шифрование через несколько десятилетий в будущее, то вам нужно беспокоиться прямо сейчас,” Лидар сказал.

Мы являемся участником программы Amazon Services LLC Associates, партнерской рекламной программы, предназначенной для того, чтобы предоставить нам средства для получения платы, связываясь на Amazon.com и аффилированные сайты.

Познакомьтесь с шпионами АНБ, формирующим будущее

В своем первом интервью в качестве лидера исследовательского управления АНБ, Гил Эррера излагает проблемы в квантовых вычислениях, кибербезопасности и технологии, которую американская разведка должна овладеть, чтобы обеспечить и шпионить за будущим.

1 февраля 2022 года

MS Tech | Гетти, АНБ

Для кого -то с глубоко научной работой у Гила Эррера есть почти мистический мандат: загляните в будущее, а затем сформируйте его на уровне странной квантовой физики и неразрывной математической теоремы, в пользу Соединенных Штатов.

Эррера – недавно исполненный лидер Агентства национальной безопасности’S ИССЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ Управление. Управление, как и в остальной части АНБ, имеет двойную миссию: безопасные американские системы и шпионить за остальным миром. Бюджет классифицируется, секрет среди секретов, но АНБ является одним из мира’Самые крупные шпионские агентства по любой мере и Эррере’Директорат – это все разведывательное сообщество США’Самая большая внутренняя рука исследований и разработок. Директорат должен придумать решения проблем, которые еще не являются реальными, в мире, который не делает’t еще существуют.

В своем первом интервью с момента получения работы Эррера излагает технологии – и угрозы – его группа теперь будет сосредоточена на. Его приоритеты показывают, сколько АНБ’Целевые показатели меняются, уравновешивая свои рабочие группы террористических групп с пониманием того, насколько быстро геополитический ландшафт изменился в последние годы. И он объясняет, почему рост новых технологий, с точки зрения как угрозы, так и возможностей, лежит в основе того, что должна бороться его группа.

Эррера берет руль, поскольку агентство сталкивается с новыми проблемами. Биполярный мир холодной войны принадлежит книгам истории. Соединенные Штаты’ Быстрый поворот как одинокая сверхдержава закончилась. Новый мир – более сложный, определяемый развивающейся эпохой конкуренции за великую власть среди таких стран, как Соединенные Штаты, Китай и Россия. Между тем, АНБ все еще восстанавливается после огромного набора утечек, опубликованных девять лет назад о глобальных и внутренних программах наблюдения, которые вызвали огнестойкость критики и призывы к реформе и изменили средний американец’S восприятие АНБ. Компании, которые работали с ними, отказались от смущения и гнева. И это также изменило способ работы АНБ.

“Мы сейчас находимся в точке, когда нам нужно больше сосредоточиться на более крупных противниках, более сложных противниках, противников, которые не обязательно используют коммерческие услуги,” говорит Эррера. “Это противники, которые имеют свои собственные услуги коренных народов, и которые создают свои собственные технологии. Таким образом, в качестве исследовательского управления, мы должны ответить. Мы должны предоставить технологии, которые позволяют нам опросить огромное количество предоставленной нам информации и помочь контролировать виды систем, которые в настоящее время появляются в результате большой власти конкуренции.”

Связанная история

США обеспокоены тем, что хакеры сегодня крадут данные, поэтому квантовые компьютеры могут взломать их за десятилетие

Правительство США начинает битву на длину поколения против угрозы, которые компьютеры следующего поколения представляют для шифрования.

Скорость технологических изменений ускоряется и становится менее предсказуемой.

“Каждый раз, когда есть такая смена, это сложно,” говорит Эррера. “Каждое поколение технологий представляет свои новые проблемы.”

Например, Управление посвятило значительные ресурсы для освоения квантовых вычислений, технологии, которая может сломать шифрование, используемое для защиты конфиденциальных данных в цифровом мире сегодня и завтрашнего дня. Мощные страны, компании и университеты вкладывают деньги в задачу создания квантового компьютера, достаточно мощного, чтобы работать экспоненциально быстрее, чем компьютеры сегодняшнего дня.

“Соревнование по величине управляет повесткой дня,” говорит Эррера. “Он меняет технологию и доступ, в котором мы нуждаемся. Такие технологии, как Quantum и 5G, являются частью этого.”

Директорат находится в авангарде исследований квантовых вычислений с 1995 года, сразу после появления SHOR’S -алгоритм, который показал, как квантовые компьютеры могут учитывать числа экспоненциально быстрее, чем обычные компьютеры – эксплуатационно, какая работа, необходимая для нарушения шифрования.

Управление’Отпечатки пальцев теперь появляются в форме фундаментальных исследований, продвигающих поле и даже внутри самых передовых компьютеров, построенных в гигантских технических фирмах. Широко разрекламированная раса по строительству мира’S Best Quantum Computer является доказательством этого: Google и IBM используют один и тот же базовый строительный блок в своих машинах для создания квантового поведения, известного как Qubits Transmon, который был изобретен под дирекции’Спонсорство. Исторически, АНБ является крупнейшим спонсором академических исследований квантовых вычислений, говорит Эррера.

Эррера не решается обсудить подробности о том, на чем его директурам не будет, но когда его спрашивают о проблемах шпионажа в мире быстрого технического прогресса, он соглашается и указывает на появление 5G во всем мире. 5G приносит свои новые проблемы для сбора интеллекта, объясняет Эррера. Успешное мониторинг 5G требует глубокого понимания того, что делает его принципиально отличающимся от своих предшественников: более высокая скорость, более низкий диапазон, больше узлов распределения, разные протоколы данных.

Понимание того, что произойдет в мире завтра требует мастерства элементов, которые определят это.

Связанная история

Интернет работает на бесплатном программном обеспечении с открытым исходным кодом. Кто платит, чтобы исправить это?

Проекты управления волонтерами, такие как log4j, сохраняйте интернет. Результатом является неустойчивое выгорание и риск национальной безопасности, когда они ошибаются.

Будущая история

АНБ’Исследовательское управление произошло от Черной Палаты, первой группы гражданских слоев кодексов в Соединенных Штатах, которой было поручено шпионить за передовыми технологиями, такими как Telegraph. Существуя только с 1919 по 1929 год, группа декодировала более 10 000 сообщений из дюжины стран, по словам Джеймса Бэмфорда’S 2001 Книга Секреты: анатомия Ультрасекретного агентства национальной безопасности. В дополнение к революционной криптаналитической работе, группа преуспела путем обеспечения помощи наблюдения от американских кабельных компаний, таких как Western Union, которые могли бы предоставить недавно изготовленные американские шпионы конфиденциальными сообщениями для изучения.

Черная камера была закрыта на фоне скандала, когда государственный секретарь США Генри Смимсон обнаружил, что группа шпионила как на американских союзниках, так и против противника. Инцидент предвещал церковный комитет 1975 года, в котором были рассмотрены злоупотребления надзором со стороны американских разведывательных учреждений и утечек сноудена в 2013 году, которые обнаружили обширные возможности электронного наблюдения, которые вызвали глобальные расчеты.

Спустя всего восемь месяцев после того, как Черная Палата была закрыта, США, столкнувшись с перспективой искалеченных шпионских возможностей во все более нестабильном мире 1930 -х годов, реформировали эти усилия под армией’S Signals Celligence Service. Один из трех человек, работающих с черной камерой’Старые записи, один из основателей SIS, который, сообщает Bamford, хранился в секрете от Государственного департамента, был математик Соломон Kullback.

Kullback сыграл важную роль в нарушении как японских, так и немецких кодексов до и во время Второй мировой войны, и позже он руководил исследовательским и разработанным подразделением недавно сформированного агентства национальной безопасности. В течение года это превратилось в Управление, как мы его знаем сегодня: отдельное пространство для исследований, которое не нарушено ежедневной работой агентства.

“Это’Важно иметь исследовательскую организацию, даже в организации, ориентированной на миссию, чтобы думать вне кризиса,” говорит Эррера, хотя он добавляет, что Директорат посвящает часть своей работы “кризис дня.” Он запускает программу под названием “ученые по вызову,” что позволяет аналитикам миссий АНБ сталкиваться с техническими проблемами при опросе информации, чтобы попросить о помощи по электронной почте, предоставляя им доступ к сотням ученых.

Вперед смотрю

Но Лев’Доля Директората’Работа представляет собой технологии, которые являются поколениями, опережающими то, что у нас есть сегодня. Он действует почти как небольшой элитный технический колледж, организованный вокруг пяти академических отделов – MATH, физики, кибер, информатики и электротехники – в них содержит 100-200 человек.

Департамент кибербезопасности защищает федеральное правительство’S национальная безопасность и страна’S военная промышленная база. Это самый высокопоставленный отдел, и намеренно так. За последние пять лет ранее темные АНБ стали более громкими и активными в кибербезопасности. Он запустил общественные консультации и исследовательские проекты, которые когда -то были бы анафемами для организации, существование которого не было’даже признал до 20 лет после его основания.

Теперь продукты исследований АНБ, таких как Ghidra, бесплатный, сложный инструмент обратного инженерного инженера, который помогает в техническом рассечении инструментов для хакерства, а также другого программного обеспечения, популярны, надежны и используются во всем мире. Они служат мощными инструментами кибербезопасности, поле набора персонала и связям с общественностью играют все в одном.

Физический отдел, на который когда -то руководил Эррера, управляет десятками лабораторий, которые проводят большую часть работы по квантовым информационным наукам, но он имеет гораздо более широкую сдачу, чем это. Поскольку физические ограничения в способности втиснуть больше транзисторов в чипсы угрожают замедлить и остановить 60 -летний прогнозируемо быстрый рост вычислительных вычислений, его физики изучают новые материалы и новые вычислительные архитектуры, чтобы привести к следующему поколению вычислений в менее предсказуемое будущее, именно то, какая задача была дана, когда она впервые появилась в существовании.

Между тем, Департамент электротехники внимательно изучил физику и инженерию телекоммуникационных сетей с момента появления Интернета впервые. Наряду с проблемами около 5G, он также занимается всеми аспектами цифрового мира, от подводных кабелей до спутниковой связи.

Некоторые перспективы на горизонте Дон’T вписываться в какую -либо конкретную коробку. Департамент информатики’Например, работа по искусственному интеллекту и машинному обучению сокращает миссии по кибербезопасности и анализ данных с математиками.

Эррера неоднократно повышает перспективу директорации, необходимого развивать большие возможности и понимание быстро развивающихся областей, таких как синтетическая биология. АНБ вряд ли одиноков в этом: китайские военные лидеры назвали биотехнологию приоритетом для национальной обороны.

“Большая часть конкуренции в мире сейчас не военная,” Эррера говорит. “Военная конкуренция ускоряется, но есть также распространение других технологий, таких как синтетические биологии, которые откровенно вызывают тревогу. Роль исследования заключается в том, чтобы помочь АНБ понять, каково будет влияние этих технологий. Сколько мы на самом деле участвуем, я не могу’не знаю, но это области, на которые мы должны следить.”

Связанная история

2021 побил рекорд для хакерских атак нулевого дня

Но причины, по которым сложны – и не все плохие новости.

Наконец, математический отдел, Директорат’Старейший, уникален. Эррера описывает математику как основную определяющую работу Управления. АНБ – это страна’Самый крупнейший работодатель математиков, а Управление может похвастаться некоторыми из лучших. Практически каждый другой отдел АНБ’Исследовательский дирекция страдает от необходимости конкурировать с технологическими компаниями и высокой зарплатой, доступной в частном секторе. Математическое отделение не имеет этой проблемы, говорит Эррера. Силиконовая долина обычно ценит разработчиков программного обеспечения больше, чем математики.

Математический отдел, часто в сочетании с департаментом компьютерных наук, помогает заняться одним из АНБ’Самые интересные проблемы: большие данные. Несмотря на публичные расчеты за массовое наблюдение, АНБ, как известно, сталкивается с проблемой сбора такого чрезвычайного количества данных, которые, помимо юридических и этических проблем. АНБ рассматривает вид “Огромный доступ и сбор” о том, что он говорит о внутреннем виде как о достижении и собственном наборе проблем. Область науки о данных стремится их решить.

“Все думают, что их данные самые грязные в мире, и мой, может быть, это потому, что это’снят у людей, которые надевают’Не хочу, чтобы мы имели это, честно говоря,” сказал Эррера’Спорный предшественник в АНБ, компьютерном ученых Деборе Фринке, во время разговора 2017 года в Стэнфорде. “Противник не говорит ясно на английском языке с хорошими заявлениями в микрофон и, если мы можем’это поймите это, отправьте нам более четкое заявление.”

Изучение обширных магазинов неясных, часто украденных данных на сотнях языков и даже более технических форматов остается одним из директоратов’S устойчивые задачи.

В эпоху цифровых технологий одной из основных целей шпионажа была бы возможность декодировать важные данные в настоящее время защищены сильным шифрованием. Что’S, почему дирекция исследования’S математики и компьютерные ученые проектируют и нарушают алгоритмы криптографии для некоторых миров’Самые чувствительные системы.

Строительство и разрыв кода лежат в основе того, что делает Директорат, потому что, когда АНБ рассматривает будущее, то, что он видит, – это все более цифровой мир, заполненный данными. Его способность защищать и просматривать, это поможет в течение длительного времени определить большую властную конкуренцию.

“В будущем суперспособности будут изготовлены или разбиты на основе силы их криптаналитических программ,” Документ 2007 года от агентства объяснил. “Это цена поступления для США, чтобы поддерживать неограниченный доступ и использование киберпространства.”

“Исследовательский дирекция существует, чтобы обеспечить миссию,” Эррера говорит. “От атомов до систем, мы проводим исследование с учетом миссии.”

Коррекция: мы внесли изменения в описание того, почему рост вычисления замедляется