הסוף לסיסמאות: מחשבי קוונטים ישנו לחלוטין את אבטחת המידע

העולם הדיגיטלי עומד בפני מהפכה דרמטית. מחשבים קוונטיים, שעד לא מזמן היו בגדר מדע בדיוני, הופכים למציאות מוחשית ומאיימים לשבור את כל מערכות ההצפנה הקיימות כיום. התעשייה נערכת למה שמכונה "האיום הקוונטי" – היום שבו מחשב יוכל לפצח כל סיסמה וקוד הצפנה תוך שניות.

למי שלא קרא את שתי הכתבות הקודמות בסדרה (קישורים למעלה), נסביר בקצרה שמחשוב קוונטי מבוסס על עקרונות מכניקת הקוונטים, לפיהם ביטים קוונטיים, המכונים קיוביטים, יכולים להימצא במצב של סופרפוזיציה – גם 0 וגם 1 בו-זמנית (ואם לא נמאס לכם לשמוע על החתול של שרדינגר, זה העיקרון שהוא נועד להמחיש). יכולת זו מעניקה למחשבים קוונטיים כוח חישוב אדיר, המסוגל לבצע מיליארדי חישובים במקביל. חברות ענק כמו IBM, גוגל ומיקרוסופט משקיעות מיליארדי דולרים בפיתוח הטכנולוגיה, וכבר הציגו כמה מעבדים קוונטים ראשוניים.

האיום המרכזי בטכנולוגיה החדשה נוגע לאלגוריתמי ההצפנה הנוכחיים, כמו RSA, המבוססים על הקושי המתמטי בפירוק מספרים גדולים לגורמים ראשוניים. כשאתם מקלידים סיסמא בשירות כלשהו, היא לא נשלחת כמו שהיא, אלא מומרת לרצף ארוך מאוד של סימנים לפי מערכת כללים מסובכת להחריד, ואם מה שהתקבל מהרצף שהקלדתם זהה למה ששמור בשירות כסיסמא שלכם – החשבון ייפתח.

הבעיה היא שמחשב קוונטי מתקדם יכול לנסות את כל הצירופים האפשריים של אלגוריתמי הצפנה בקלות יחסית, מה שיחשוף את כל המידע המוצפן – מחשבונות בנק ועד סודות מדינה. מומחים מעריכים שתוך 10-15 שנים נגיע לנקודה הזו, כאשר כל מידע רגיש שנאסף כיום עלול להיחשף רטרואקטיבית לכשיגיע הרגע.

התעשייה מגיבה בפיתוח קריפטוגרפיה פוסט-קוונטית – אלגוריתמי הצפנה חדשים שאמורים לעמוד בפני מתקפות קוונטיות. המכון האמריקאי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) כבר אישר מספר תקנים חדשים, וארגונים רבים מתחילים במעבר הדרגתי. ישראל, כמעצמת סייבר, משקיעה משאבים רבים בתחום, עם מעבדות מחקר באוניברסיטאות ובחברות הייטק, המפתחות פתרונות חדשניים.

הפרדוקס המעניין הוא שאותה טכנולוגיה שמאיימת על האבטחה הדיגיטלית מציעה גם פתרונות מהפכניים. למשל, הצפנה קוונטית, המבוססת על עקרון אי-הוודאות של הייזנברג (שקובע שככל שמדד אחד של חלקיק יסוד מוגדר באופן מדויק יותר, כך מדדים אחרים של אותו חלקיק מוגדרים פחות במדויק), מבטיחה תקשורת בטוחה לחלוטין. עיקרון אחר של מכניקת הקוונטים, אפקט הצופה, מהווה גם הוא הזדמנות בכל הנוגע לאבטחת מידע. לפי העיקרון הזה, צפייה באירוע משנה את האירוע – ובאופן דומה, כל ניסיון ציתות למידע שמועבר משנה את המידע, וכך מתגלה מיידית. סין כבר הקימה רשת תקשורת קוונטית בין ערים, ומדינות נוספות צועדות בעקבותיה.

המרוץ הקוונטי אינו רק טכנולוגי, אלא גם גיאופוליטי. המדינה שתשיג יתרון משמעותי במחשוב קוונטי תחזיק בכוח אדיר – היכולת לפצח מידע מוצפן של יריבים מצד אחד, ושמירה על המידע שלה מאידך. זוהי מלחמה קרה חדשה, שמתנהלת במעבדות מחקר ובחוות שרתים במקום בשדות קרב, ומושכת השקעות (או בזבוז, כפי שקורה לעתים במירוצי חימוש טכנולוגיים) של טריליוני דולרים כדי להשיג עליונות עתידית בזירה הדיגיטלית, גם עבור מדינות וגם עבורנו כמשתמשים.