A Q-nap nem egy régi, de sok szívnek kedves videojáték, a Quake ünnepe, hanem az a várható időpont, amikor a kvantumszámítógépek képesek lesznek áttörni a jelenlegi titkosítási szabványokat, például az RSA algoritmust, amely az internet nagy részét védi. És hogy ez mikor lesz esedékes? A címben bevetett “vészesen közeli” jelzős szerkezet nem újságírói túlzás, mivel egyes számítások szerint erre már 2025-ben, tehát jövőre is sor kerülhet.

Mindennek az az oka, hogy a kvantumszámítógépek sokkal gyorsabban képesek megoldani matematikai problémákat – például a nagy számok faktorálását, amely az RSA-titkosítás alapja –, mint a mai hagyományos számítógépek. A kvantumszámítógépek ugyanis a kvantumbiteket vagy qubiteket és azok összefonódási tulajdonságait használják fel, hogy soha nem látott sebességgel hajtsák végre ezeket a számításokat.

Mint az várható, ha a Q-nap valóban bekövetkezik, és felkészületlenül éri az internetet, úgy a következmények is kiszámíthatatlanok, de akár katasztrófálisak is lehetnek: ha a kvantumszámítógépek valóban képesek visszafejteni az RSA-val titkosított adatokat, akkor rengeteg nemzeti és személyes titok kerülhet napfényre, aminek az érintettek nyilván nem örülnének különösebben.

A Q-nap így pedig annyira egy valós(nak vélt) Damoklész kardja, hogy a hírszerző ügynökségek világszerte készülnek erre az eseményre: mivel ugyanis a titkosszolgálatok tisztában vannak azzal, hogy a fejlődő kvantumtechnológia képes lesz egy nap (vagyis tehát a Q-napon) megbirkózni a jelenleg használt titkosítási technikákkal, ezért elkezdték előre begyűjteni azokat az adatokat, amelyek jelenleg még titkosított formában vannak, hogy amint a technológia elérhetővé válik, azonnal hozzáfoghassanak a dekódolásukhoz.

A Q-napra azonban nem csak így, de természetesen az adatok védelmével is készülnek: folyamatban vannak a “kvantumbiztos” titkosítási protokollok fejlesztései, de a kihívás azért is jelentős, mert nem áll rendelkezésre a világ összes ideje: az új rendszereknek értelemszerűen még a Q-nap bekövetkezte előtt kell leváltaniuk a sebezhető rendszereket, hogy megakadályozzák a tömeges adatszivárgást és ezzel együtt az átlagemberek magánéletének, a személyes adatainak a sérülését.

Ami a kvantumbiztos titkosítási módszereket illeti: ezek a módszerek magukban foglalják az átállást a jelenlegi kriptográfiai algoritmusokról a poszt-kvantumkriptográfiára (PQC), amely olyan új algoritmusokat jelent, amelyeket immár úgy terveztek, hogy biztonságban legyenek a kvantumszámítási fenyegetés ellen. Más nemzetek mellett az Egyesült Államok is proaktív volt ezen a területen, a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST) pedig a globális verseny eredményeként létrejött PQC algoritmusok szabványosításán dolgozik.

A kvantumkriptográfia pedig tehát teljesen új megközelítést jelent a hagyományos titkosítási technikákhoz képest. Ez az új módszer ugyanis épp a kvantummechanika elveit használja fel az adatok biztonságának a garantálására, aminek lényege, hogy az adatok lehallgatására vagy mérésére tett kísérlet megváltoztatja azok állapotát, ezzel felfedve a lehetséges adatlopási kísérleteket. Például egy nemrégiben megjelent tudományos cikkben ismertetett Quick3 projekt olyan rendszert javasol, melyben egy műholdhálózatot használnának az adatok fényrészecskékbe kódolására és továbbítására. A rendszer biztonsága abban rejlik, hogy bármely próbálkozás az információ kinyerésére vagy másolására megváltoztatja a fényrészecskék jellemzőit, így a jogosulatlan lehallgatások észlelhetővé válnak.

Mindezek ígéretes tervek, ám a gyakorlati megvalósítás nem lesz egyszerű: A Quick3 esetén például kihívást jelentett a Földön történő adatátvitel hatótávolsága, amit a légkörben a fény szóródása okoz. A tudósok azonban úgy vélik, hogy a műholdak használatával ezek az akadályok elgördíthetőek az útból, mivel a fényjelek sokkal tovább haladhatnak interferencia nélkül a nagyobb magasságok ritka légkörében. A Quick3 projekt, amely már túljutott a földi teszteken is, 2025-ben már a műholdas próbára készül. A projekthez azonban több száz vagy akár több ezer műholdra is szükség lehet, hogy egy igazán erős kvantumkommunikációs hálózatot hozzanak létre.

Mint az tehát a Quick3 példáján is látható, a kvantumszámítógépek jelentette fenyegetés elleni védekezéshez komoly technológiai ugrásra lesz szükség. Méghozzá mihamarabb.

Mivel ha valaki összeolvassa a cikkben eddig szereplő dátumokat, akkor láthatja, hogy a verseny a Q-nap felé igazán kiélezett: nagyjából ugyanaz az év, tehát a most következő 2025 szerepel a biztonsági fenyegetést jelentő kvantumszámítógépek megjelenése, valamint az ezen technológia elleni legígéretesebb technológia végső tesztelési fázisai mellett. Azonban a helyzet valójában ennyire talán nem feszült, mivel a Q-nap pontos érkezte vita tárgya a tudományos világban is: a becslések néhány évtől több évtizedig terjednek – a 2025 így csak egy becslés a sok közül. A szórás nagymértékben függ a kvantumszámítástechnikában elért technológiai áttörésektől és az ilyen dekódolási feladatok elvégzésére alkalmas nagyméretű kvantumszámítógépek tényleges fejlesztésétől.

Az viszont látható, hogy ez a technológia előbb-utóbb készen fog állni, és akkor semmi sem lesz biztonságban, amit korábban biztonságosnak hittünk, hacsak nem teszünk igen komoly erőfeszítéseket.

(Forrás: Business Insider, Govtech, Helpnetsecurity, Live Science, kép: Pixabay/cliff1126)