Phát hiện đổi mới cho máy tính lượng tử khi việc áp dụng mật mã gia tăng

Máy tính lượng tửđang thực hiện một bước nhảy vọt mang tính chất lịch sử, với những tiến bộ gần đây mở ra một kỷ nguyên mới cho mật mã học. Sự kết hợp của hai công nghệ tiên tiến này có thể thay đổi cách chúng ta bảo mật mọi thứ từ ngân hàng trực tuyến đến hệ thống bỏ phiếu.

Các nhà nghiên cứu từ JP Morgan Chase, Quantinuum, và các công ty công nghệ hàng đầu khác đã đạt được một bước đột phá bằng cách chứng minh cách mà máy tính lượng tử có thể tạo ra các số "ngẫu nhiên chứng nhận".

Các số này, khác với những số được tạo ra bởi các máy tính truyền thống, thực sự là ngẫu nhiên, khiến chúng không thể bị hack và cách mạng hóa cách mà chúng ta bảo vệ dữ liệu nhạy cảm. Khi thế giới ngày càng phụ thuộc vào các hệ thống kỹ thuật số, nhu cầu về các phương pháp mật mã an toàn và không thể xâm nhập chưa bao giờ trở nên quan trọng hơn.

Một Bước Towards Mật mã Không Dự Đoán và An Toàn

Trong thế giới mật mã—được sử dụng để bảo mật mọi thứ từ tài khoản ngân hàng của bạn đến giao dịch trực tuyến—các số ngẫu nhiên đóng một vai trò quan trọng.

Các số liệu này rất quan trọng cho các hệ thống như xác thực hai yếu tố và khoá truy cập, đảm bảo rằng chỉ những người dùng được ủy quyền mới có thể truy cập vào các dịch vụ nhất định.

Tuy nhiên, các máy tính truyền thống thường dựa vào các thuật toán để tạo ra các số ngẫu nhiên, mà mặc dù có vẻ ngẫu nhiên, thực tế lại có thể dự đoán được. Nếu một hacker phát hiện ra mẫu số ẩn bên dưới, họ có thể tiềm năng bẻ khóa các mã bảo mật và làm suy yếu hệ thống.

Hãy tưởng tượng sử dụng một bộ bài, nơi một thuật toán máy tính trộn bộ bài theo một chuỗi cụ thể. Nếu cùng một giá trị 'hạt giống' được sử dụng để trộn lại các lá bài, kết quả sẽ giống hệt nhau, làm cho hệ thống dễ bị tấn công. Đây là lúc các máy tính lượng tử đang bước vào để tạo ra tác động đáng kể.

Đọc thêm:Hệ sinh thái XLM Cách mạng do Tính toán Lượng tử, Điều gì sẽ xảy ra tiếp theo?

Làm Thế Nào Máy Tính Lượng Tử Tạo Ra Các Số Ngẫu Nhiên Thực Sự

Máy tính lượng tử, sử dụng qubit thay vì bit nhị phân, tận dụng các nguyên tắc của cơ học lượng tử để đạt được kết quả mà các máy tính cổ điển không thể sánh kịp.

Nhờ vào hiện tượng chồng chập, qubit có thể tồn tại trong nhiều trạng thái cùng một lúc, cho phép chúng tạo ra các kết quả chưa được xác định cho đến khi được quan sát.

Sự ngẫu nhiên vốn có này - được xuất phát từ chính bản chất của cơ học lượng tử - đảm bảo rằng các số được tạo ra thực sự là ngẫu nhiên, chứ không chỉ dựa trên một công thức thuật toán.

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trongThiên nhiên, một nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy tính lượng tử ion bị trap 56-qubit để tạo ra hơn 70.000 bit ngẫu nhiên được chứng nhận.

Quá trình này, chỉ mất vài giây cho mỗi bit, sẽ cần sức mạnh kết hợp của các siêu máy tính hàng đầu thế giới hoạt động liên tục để sao chép.

Quá trình xác minh liên quan đến các siêu máy tính tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne và Oak Ridge, những người đã xác nhận rằng các số liệu này không thể được tạo ra bằng các phương pháp cổ điển, đảm bảo chúng thực sự ngẫu nhiên và không bị thao túng.

Vượt qua Rào Cản Mật mã

Cấp độ ngẫu nhiên mới này có những tác động to lớn đối với an ninh kỹ thuật số. Khả năng tạo ra các số ngẫu nhiên được chứng nhận có thể thay đổi cách chúng ta bảo mật mọi thứ, từ ví tiền điện tử đến chữ ký số.

Ví dụ, sự ngẫu nhiên được hỗ trợ bởi lượng tử có thể tăng cường bảo mật cho các nền tảng blockchain như Ethereum và Solana bằng cách củng cố các cơ chế đồng thuận của chúng và làm cho chúng kháng lại sự can thiệp.

Duncan Jones, người đứng đầu bộ phận an ninh mạng tại Quantinuum, đã chỉ ra rằng kiểu đổi mới này có thể ngăn chặn những vi phạm lớn như vụ hack Sony PlayStation năm 2010, nơi việc tạo số ngẫu nhiên yếu đã cho phép kẻ tấn công đánh cắp các khóa mã hóa cá nhân.

Những sự cố như vậy làm nổi bật nhu cầu quan trọng về số ngẫu nhiên thực sự trong mật mã, mà bây giờ các máy tính lượng tử có thể cung cấp.

Đọc thêm:Tại sao Quantum Resistant Ledger (QRL) lại tăng vọt: Khám phá tương lai của an ninh Blockchain

Con Đường Phía Trước cho Mật Mã Lái Bằng Tương Lai Quantum

Trong khi công nghệ này có tiềm năng lớn, nó vẫn còn ở giai đoạn đầu. Quy trình xác minh hiện tại yêu cầu sử dụng siêu máy tính, điều này hạn chế khả năng ứng dụng thực tế của nó đối với hầu hết các tổ chức.

Tuy nhiên, tiềm năng cho việc áp dụng rộng rãi hơn đang ở phía chân trời. Các công ty như Quantinuum đã đang làm việc trên các giải pháp dễ tiếp cận hơn có thể mang lại sự ngẫu nhiên được tạo ra bởi lượng tử cho một loạt các thiết bị và hệ thống rộng hơn.

Trong tương lai gần, chúng ta có thể thấy máy tính lượng tử được tích hợp vào các thiết bị hàng ngày, giúp bất kỳ ai cũng có thể khai thác sức mạnh của chúng để tạo ra các số ngẫu nhiên an toàn.

Khi công nghệ này phát triển, nó có thể dẫn đến một tương lai mà an ninh kỹ thuật số không còn chỉ khó bị xâm phạm mà còn là điều không thể phá vỡ theo toán học.

FAQs

Máy tính lượng tử là gì và chúng hoạt động như thế nào?

Máy tính lượng tử sử dụng qubit tồn tại trong nhiều trạng thái đồng thời, nhờ vào hiện tượng chồng chập. Điều này cho phép chúng thực hiện một số phép toán nhanh hơn theo cấp số nhân so với máy tính cổ điển, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các tác vụ như tạo ra số ngẫu nhiên.

Tại sao tính ngẫu nhiên lại quan trọng trong mật mã học?

Các số ngẫu nhiên rất quan trọng trong việc mã hóa vì chúng bảo mật các hệ thống như xác thực hai yếu tố, chữ ký số và mã hóa. Nếu không có sự ngẫu nhiên thực sự, các hệ thống này có thể dễ bị tấn công.

Các máy tính lượng tử cải thiện mật mã như thế nào?

Máy tính lượng tử tạo ra các số ngẫu nhiên được chứng nhận mà không thể đoán trước và không thể bị hack, khác với các máy tính truyền thống dựa vào các thuật toán có thể đoán trước. Điều này đảm bảo mã hóa mạnh mẽ hơn và tăng cường an ninh kỹ thuật số.

Có thể sử dụng máy tính lượng tử trong các ứng dụng hàng ngày không?

Trong khi điện toán lượng tử vẫn còn ở giai đoạn đầu, nó có tiềm năng cách mạng hóa an ninh kỹ thuật số. Trong tương lai, mã hóa dựa trên lượng tử có thể sẽ khả dụng trong các thiết bị tiêu dùng, giúp các giao dịch kỹ thuật số trở nên an toàn hơn.

Lợi ích thực tế của sự ngẫu nhiên được tạo ra bởi quy luật lượng tử là gì?

Chứng nhận ngẫu nhiên lượng tử có thể cải thiện tính bảo mật của các nền tảng blockchain, ngăn chặn việc chỉnh sửa dữ liệu và bảo vệ thông tin nhạy cảm trong các ứng dụng như ngân hàng trực tuyến, nhắn tin an toàn, và nhiều hơn nữa.