Tin tặc đang đánh cắp dữ liệu ngày nay để máy tính lượng tử có thể bẻ khóa nó trong thời gian tới

Máy tính lượng tử là gì?

Máy tính lượng tử (Quantum Computing hay còn gọi là siêu máy tính lượng tử) là một thiết bị tính toán sử dụng trực tiếp các hiệu ứng của cơ học lượng tử như tính chồng chập và vướng víu lượng tử để thực hiện các phép toán trên dữ liệu đưa vào. Máy tính lượng tử có phần cứng khác hẳn với máy tính kỹ thuật số dựa trên tranzitor. Trong khi máy tính kỹ thuật số đòi hỏi dữ liệu phải được mã hóa thành các chữ số nhị phân (bit), mà mỗi số được gán cho một trong hai trạng thái (0 và 1), tính toán lượng tử sử dụng các qubit (bit lượng tử) mà chúng có thể ở trong trạng thái chồng chập lượng tử (theo Wikipedia). Thế hệ siêu máy tính mới này sử dụng kiến ​​thức về cơ học lượng tử (lĩnh vực vật lý nghiên cứu các hạt nguyên tử và hạ nguyên tử) để khắc phục những hạn chế của máy tính truyền thống.

Máy tính lượng tử có tốc độ xử lý vượt trội so với máy tính thông thường, đang được kỳ vọng có thể xử lý được tất cả các bài toán tính toán hiện nay với thời gian vô cùng ngắn ngủi.

Chính phủ Hoa Kỳ và các nước đang phải đối mặt đồng thời cùng lúc nhiều mối đe dọa từ các máy tính thế hệ mới đối với việc mã hóa. Trong khi đang phải vật lộn với mối nguy hiểm trực tiếp do tin tặc gây ra ngày nay thì các cơ quan Chính phủ Hoa Kỳ đang chuẩn bị cho một mối đe dọa khác nguy hiểm và lâu dài hơn: Tội phạm mạng đang cố thu thập nhiều dữ liệu quan trọng và nhạy cảm, mã hóa chúng và hy vọng rằng chúng có thể mở khóa vào một thời điểm nào đó trong tương lai.

Mối đe dọa đến từ các hệ thống máy tính lượng tử được sử dụng ở khắp nơi trên thế giới, nó có nguyên tắc hoạt động rất khác so với các hệ thống máy tính mà chúng ta sử dụng ngày nay. Thay vì các bit truyền thống được tạo thành từ 1 s và 0 s, chúng sử dụng các bit lượng tử đại diện cho các giá trị khác nhau trong cùng một lúc. Sự phức tạp của máy tính lượng tử khiến chúng hoạt động nhanh hơn ở một số chức năng nhất định và giải quyết nhiều vấn đề phức tạp hơn mà hệ thống máy tính hiện tại không thể làm được – bao gồm cả việc phá vỡ nhiều thuật toán mã hóa hiện đang được sử dụng để bảo vệ dữ liệu nhạy cảm như bí mật cá nhân, bí mật thương mại và bí mật quốc gia.

Trong khi các hệ thống máy tính lượng tử vẫn còn trong quá trình sơ khai với giá thành đắt đỏ và nhiều vấn đề chưa được giải quyết, các cơ quan chức năng cho rằng các nỗ lực bảo vệ đất nước khỏi mối nguy hiểm lâu dài này cần phải bắt đầu ngay từ bây giờ.

Dustin Moody, một nhà toán học tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) cho biết: “Mối đe dọa khi một kẻ tấn công có được máy tính lượng tử lớn và có thể truy cập thông tin dữ liệu của quốc gia là có thật. Chúng sẽ sao chép dữ liệu đã mã hóa và giữ chúng cho đến khi có một máy tính lượng tử.

Đối mặt với việc “lưu giữ trước và giải mã sau” như này, các cơ quan chức năng đang cố gắng phát triển và triển khai các thuật toán mã hóa mới để bảo vệ các dữ liệu và bí mật quan trọng trước các loại máy mạnh mẽ mới nổi. Bộ An ninh nội địa cho biết, họ đang đi đầu cho một quá trình chuyển đổi sang thứ gọi là “mật mã sau lượng tử” lâu dài và khó khăn.

“Chúng tôi không muốn có một kết cục trong tình cảnh khi mà vào một buổi sáng thức dậy, bỗng xuất hiện một bước đột phá về công nghệ và sau đó phải hoàn thành gấp rút nó trong vài tháng thay vì vài năm với nhiều rủi ro có thể xảy ra.” Tim Maurer – người cố vấn cho Bộ trưởng An ninh quốc gia về an ninh mạng và công nghệ mới nổi cho biết.

DHS gần đây đã phát hành một lộ trình cho quá trình chuyển đổi, bắt đầu bằng lời kêu gọi lập danh mục các dữ liệu nhạy cảm nhất đối với cả các tổ chức Chính phủ và cả giới kinh doanh. Maurer nói rằng, đây là bước quan trọng đầu tiên “để xem những lĩnh vực nào đã và đang làm điều đó và lĩnh vực nào cần hỗ trợ để họ triển khai hành động ngay bây giờ.”

Chuẩn bị trước

Các chuyên gia cho rằng, có thể phải mất một thập kỷ hoặc hơn để máy tính lượng tử có thể thực hiện được điều gì hữu ích. Nhưng với số tiền đổ vào lĩnh vực này của cả Trung Quốc và Mỹ, cuộc đua vẫn tiếp tục xảy ra để thiết kế các biện pháp bảo vệ tốt hơn để chống lại các cuộc tấn công lượng tử.

“Hoa Kỳ, thông qua NIST, đã tổ chức một cuộc thi từ năm 2016 nhằm mục đích tạo ra các thuật toán bằng máy tính lượng tử đầu tiên vào 2024” theo Moody – người đứng đầu dự án của NIST về mật mã hậu lượng tử.

Chuyển đổi sang mật mã mới là một nhiệm vụ phức tạp và kéo dài, thậm chí dễ bị bỏ qua cho đến khi trở nên quá muộn. Sẽ khó để các tổ chức đổ tiền đổ tiền vào một mối đe dọa tương lai chưa biết đến bao giờ mới xảy ra cũng là một vấn đề lớn cần xem xét.

Maurer nói: “Nếu các tổ chức không nghĩ đến việc chuyển đổi ngay bây giờ thì họ sẽ trở nên bị choáng ngợp, bị động khi quá trình NIST được hoàn thành. Nó sẽ làm tăng nguy cơ xảy ra các sự cố ngẫu nhiên, nguy hiểm hơn. Và vội vàng không bao giờ là một lựa chọn sáng suốt.”

Khi nhiều tổ chức bắt đầu xem xét mối đe dọa tiềm tàng, một ngành công nghiệp nhỏ và năng động đã mọc lên với các công ty bán các sản phẩm hứa hẹn “mã hóa trước, lượng tử sau”. Nhưng DHS đã cảnh báo rõ ràng là không nên mua chúng, vì vẫn chưa có sự đồng thuận về cách thức hoạt động của các hệ thống như vậy.

Bộ An ninh nội địa đã tuyên bố dứt khoát “KHÔNG” trong một tài liệu được phát hàng vào tháng trước. “Các tổ chức nên đợi cho đến khi có sẵn các giải pháp thương mại mạnh mẽ, được tiêu chuẩn hóa để thực hiện các khuyến nghị sắp tới của NIST để đảm bảo khả năng tương tác cũng như các giải pháp được kiểm tra chặt chẽ và được chấp nhận trên toàn cầu.”

Nhưng các chuyên gia tỏ ra bi quan về việc quá trình chuyển đổi sẽ diễn ra như thế nào.

Và đó chính xác là viễn cảnh mà không chỉ nước Mỹ hay các quan chức an ninh quốc gia đang lo lắng, Việt Nam cũng không nằm ngoài guồng quay này.

Theo dõi Fanpage HTSC để cập nhật thêm nhiều tin tức mới nhất.