Конец цифровизации: наши данные не безопасны. Человечество не способно ничего сделать

Пока мировые IT-гиганты, такие как Google и IBM, наперегонки развивают квантовые компьютеры, специалисты бьют тревогу: день, когда существующие методы шифрования данных станут бесполезными, неумолимо приближается.

Этот момент уже получил название Q-Day — условную точку невозврата, после которой классические алгоритмы защиты информации будут взломаны квантовыми машинами за считанные минуты. Никто не знает точную дату Q-Day, но эксперты уверены: это лишь вопрос времени.

Ещё в 2020 году знаменитый специалист по информатике Питер Шор предупреждал, что первыми, кто использует квантовые компьютеры для взлома неуязвимых ныне шифров (например, RSA), станут мощные организации вроде Агентства национальной безопасности США.

По его мнению, это не будет массовая "ломка" всех шифров сразу: сначала под удар попадут лишь те данные, что представляют государственную тайну или особо ценны. "Если квантовый компьютер сможет взломать 2048-битный ключ RSA за час, то всё, что не касается национальной безопасности, ещё долго будет в безопасности", — рассуждал Шор.

Однако это не повод расслабляться: уже сейчас нужно готовиться к переходу на постквантовые методы шифрования. Ведь смысл надёжности RSA не в абсолютной невзламываемости, а в том, что нынешние компьютеры тратят на это годы. Квантовые же машины благодаря кубитам (квантовым битам) способны выполнять миллионы параллельных вычислений — здесь скорость возрастает в тысячи раз.

Как работают квантовые компьютеры и почему они опасны

Классические компьютеры оперируют битами (0 и 1), квантовые — кубитами, которые могут быть в суперпозиции (и 0, и 1 одновременно) и запутанности (связаны друг с другом нефизически). Благодаря этому сложнейшие задачи (в том числе факторизация больших чисел, основа RSA-шифрования) решаются мгновенно. Уже сегодня компания D-Wave создала систему на 5000 кубитов, пусть и для узких задач оптимизации (так называемый квантовый отжиг). Проблема лишь в том, что пока надёжность квантовых вычислений хромает из-за ошибок и шумов — но это временно.

Питер Шор проводит тревожную аналогию с проблемой Y2K (2000 год), когда весь мир лихорадочно исправлял "баг тысячелетия" в ПО. "На переход к постквантовым решениям потребуются огромные усилия. Если будем ждать слишком долго, будет слишком поздно", — предупреждает учёный. Его поддерживает Ласло Рис из лаборатории квантовых технологий: как только квантовые машины наберут мощь, они научатся вскрывать до 90% современных зашифрованных данных. Хуже того, уже сейчас злоумышленники могут перехватывать интернет-трафик и хранить его до лучших времён: когда через 5-10 лет квантовые ПК "проснутся", они без труда расшифруют даже ту информацию, что была защищена в 2022 году.

Венгрия в авангарде квантовой гонки

Тем временем Венгрия делает уверенные шаги в области квантового шифрования. Недавно там провели первый трёхточечный тест квантового распределения ключей (QKD) — по сути, создали защищённую сеть на 80 километров между Будапештом, Келенфельдом и Секешфехерваром. В эксперименте участвовали Magyar Telekom, Advan Hungary Kft. и лаборатория Будапештского технического университета (BME) — использовали, в частности, оборудование Toshiba. Это не просто демонстрация технологий: трёхслойная архитектура распределения ключей уже работает.

• Нижний уровень: устройства QKD создают уникальные ключи на каждом участке сети (Будапешт-Келенфельд, Келенфельд-Секешфехервар).
• Средний уровень: серверы управления ключами знают, какие узлы могут общаться безопасно.
• Верхний уровень: классические WDM-устройства (оптическая связь) шифруют трафик полученными квантовыми ключами.

Как отметили в BME, раньше в основном применялись двухточечные QKD-схемы (между двумя узлами), а теперь научились строить сеть с полноценным key management (управлением ключами). Это прорыв: ведь квантовая связь медленна (1 фотон ≈ 1 бит), но абсолютно защищена от перехвата.

Магистральная цель: квантовый интернет в Венгрии

Успешный эксперимент — лишь промежуточный этап. Ласло (руководитель проекта) мечтает о национальной магистральной квантовой сети, и над этим уже работает консорциум QCIHungary (Венгерский исследовательский центр физики, Университет Этвеша Лоранда и компания Pro-M Zrt.). Фактически, речь идёт о квантовом интернете — когда данные между городами и регионами будут течь по защищённым каналам, неподвластным взлому даже будущими сверхмощными ПК.

Уточнения

Ква́нтовый компью́тер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой механики (квантовая суперпозиция, квантовая запутанность) для передачи и обработки данных. Квантовый компьютер (в отличие от обычного) оперирует не битами (способными принимать значение либо 0, либо 1), а кубитами, имеющими значения одновременно и 0, и 1.