Технологии Секретные файлы. Квантовое будущее криптографии

13.07.21 23:03

Секретные файлы. Квантовое будущее криптографии

Каждый раз, когда вы заходите в интернет, в дело вступают алгоритмы криптографии. Без них невозможно залогиниться в социальную сеть или оплатить покупки. Скоро криптография станет еще важнее — это произойдет благодаря квантовой физике. 

Что такое криптография

Для начала разберемся с тем, что же такое криптография. Грубо говоря, это способ защитить информацию с помощью математики. Криптографы придумывают чрезвычайно сложные формулы, без решения которых невозможно получить доступ к данным. Поэтому, например, в ваш аккаунт в «Инстаграме» можете войти только вы. 

Правда, для этого аккаунт нужно защитить сложным паролем — желательно таким, где есть случайный набор цифр и букв. Если пароль слишком простой (например, «12345» или «password»), то злоумышленники смогут быстро подобрать его — то есть, решить те самые формулы.

В течение десятилетий обычная криптография хорошо справлялась с защитой данных. Но с увеличением объема и сложности информации потребовались более совершенные инструменты — так появилась квантовая криптография.

Зачем нужна квантовая криптография 

Квантовая криптография использует принципы квантовой физики для защиты информации и каналов связи. Если в традиционных вычислениях простейший элемент — бит — может принимать одно из двух значений (нуль или единица, «да» или «нет», «вкл.» или «выкл.»), то основа квантового компьютера — кубит — способен находиться в одном из трех состояний. Дополнительное значение — это как раз «подарок» квантовой физики. 

То, что кубит может быть одновременно нулем и единицей, радикально повышает сложность квантовых шифров. Квантовые компьютеры почти моментально «хакнут» самые сложные существующие пароли и защитят данные так, что «ключ» к ним не подберут традиционные криптографические технологии. Кроме того, квантовая криптография позволяет построить систему, которая сама обнаружит попытку взлома

У квантовых вычислений есть и сферы применения за пределами криптографии — например, они помогут разрабатывать лекарства и обрабатывать данные быстрее и эффективнее существующих суперкомпьютеров.

Квантовая криптография активно развивается в России. Свой квантовый компьютер недавно начал разрабатывать «Росатом». В конце 2017 года ученые МГУ создали и протестировали линию телефонной связи, защищенную от прослушивания квантовой криптографией. А Российский квантовый центр разрабатывает системы квантовой криптографии для электромобилей и организует линии связи между банковскими отделениями с квантовой защитой. 

Как стать криптографом

Совсем недавно специалистов в области криптографии было не так много. Развитие технологий все изменило — спрос на профессионалов-криптографов вырос, а вместе с ним увеличились зарплаты. Например, в США годовой доход классных криптографов уже превышает $80 тыс. 

Такие специалисты востребованы как в государственных органах, так и в коммерческих компаниях. По сути, везде, где нужно защищать данные пользователей, нужны криптографы. Спрос на них такой большой, что некоторые работодатели привлекают сотрудников почти без опыта работы — буквально вчерашних студентов — если они готовы развиваться. 

Чтобы стать специалистом по криптографии, нужно хорошо знать математику и лингвистику, а также разбираться в программировании и обладать аналитическим складом ума. Получить необходимые знания можно в любом университете с сильным математическим факультетом. Появляются даже образовательные программы для студентов, которым интересна именно квантовая криптография. Пару лет назад МГУ открыл первую в стране квантовую магистратуру — там преподают, в том числе, основы классической и квантовой криптографии. 

Этот материал я подготовил специально для проекта РДШ-Наука. Подпишитесь на его страницу в «Вконтакте».

Подпишитесь на рассылку «Записки архивариуса» о науке и жизни.