Секретный шифр: в чем разница между классической, квантовой и постквантовой криптографиями
Атаки хакеров с помощью квантового компьютера, защита с помощью квантовой криптографии — все это звучит как сценарий киберпанк-фильма, но воплотиться в жизнь этот сценарий может уже в ближайшие годы. Чтобы защититься от квантовой угрозы, в мире развиваются квантовое и постквантовое шифрование. В чем разница между этими подходами, почему они не исключают друг друга и какие данные находятся под угрозой уже сейчас, рассказывает Павел Воробьев, исполнительный директор компании-разработчика электронных устройств на основе квантовых технологий QRate.
Любой шифр, любой секретный язык, которым мы пользовались в детстве, по сути представляет собой криптографический метод. Чтобы объяснить принципы работы таких методов, обычно используется классическая схема с условными персонажами — Алисой и Бобом. Алиса пытается передать Бобу некое сообщение, зашифрованное с помощью специального алгоритма, Бобу нужно его получить и расшифровать. В этой схеме есть еще один субъект — Ева, которая пытается перехватить информацию. Шифрование и расшифрование сообщений происходит при помощи криптографических ключей. Здесь можно провести очень простую аналогию: есть сообщение, есть шкатулка — криптографические методы — а есть ключи к этой шкатулке — криптографические ключи.
В классической криптографии есть два способа не позволить Еве дешифровать (нелегально расшифровать) сообщение. Первый — алгоритмы симметричной криптографии, когда криптографический ключ одинаковый у Алисы и Боба. Но здесь есть сложность: обеспечить безопасную передачу ключа всем сторонам достаточно проблематично — поскольку если ключ каким-то образом попадет в руки Евы, она получит полный доступ к зашифрованной информации.
Второй способ — асимметричная криптография, один из самых популярных современных методов шифрования. В этом случае ключи шифрования и расшифрования будут разными, но они связаны между собой математической функцией, построенной в виде односторонней задачи — такую легко решить в одну сторону и очень сложно в обратную. Самый простой пример — умножение простых чисел: не стоит большого труда умножить 13 на 17, но чтобы разложить на множители число 221, потребуется намного больше усилий и времени. Иначе говоря, сообщение с открытым ключом, которое отправляет Алиса, могут получить все посредники передачи, но расшифровать его сможет только Боб с помощью своего закрытого ключа.