Эксперты по безопасности бьют тревогу: квантовые компьютеры, которые могут появиться уже в ближайшие 10 лет, могут легко взломать современные пароли. Суть защиты паролей — криптографические односторонние функции, которые преобразуют пароль в «выходное» значение, не позволяя его узнать. Но квантовые компьютеры могут сделать обратное вычисление, поставив под угрозу безопасность данных.
Исследователи из ETH Zurich представили криптографическую одностороннюю функцию, которая работает иначе и останется безопасной в будущем. Вместо обработки данных с помощью арифметических операций они сохраняются в виде последовательности нуклеотидов — химических строительных блоков ДНК, сообщает TechXplore. Поскольку это физическая система, а не цифровая, ее не может расшифровать алгоритм — даже тот, который работает на квантовом компьютере.
В основе этой технологии лежит пул из 100 млн молекул ДНК. Каждая молекула содержит два сегмента: один для «входного» значения (например, ваш пароль), а другой для «выходного» значения. Функция легко вычисляет «выходное» значение по «входному», но практически невозможно сделать наоборот.
Для проверки ключа (входного значения) используется метод ПЦР (полимеразная цепная реакция). «Ключ» ищет свою «пару» в пуле ДНК. Если пара найдена, ПЦР считывает «выходное» значение, которое затем можно использовать для проверки подлинности.
Квантовые компьютеры не смогут взломать эту систему, так как подделать молекулы ДНК практически невозможно. Биохимическую защиту можно использовать для защиты самых разных объектов: компьютеров, смартфонов, физических объектов. Производство молекул ДНК со встроенной случайностью обходится дешево и легко. Затраты на производство пула ДНК, который можно разделить таким образом, составляют менее 1 швейцарского франка (~100 рублей). Использование секвенирования ДНК для считывания выходного значения требует больше времени и денег, но многие биологические лаборатории уже обладают необходимым оборудованием.
ETH Zurich подала заявку на патент на эту новую технологию. Исследователи хотят оптимизировать и усовершенствовать его, чтобы вывести на рынок.
Ученые считают, что использование метода проверки пароля через ДНК наиболее вероятно для доступа к ограниченным зонам или высокочувствительным товарам. Они также рассматривают возможность применения этой технологии для сертификации произведений искусства и борьбы с подделками. Методика может быть полезна для отслеживания подлинности в промышленных цепочках поставок или в маркировке оригинальных лекарств и косметики.
Между тем, первый в мире коммерческий отказоустойчивый квантовый компьютер с «логическими кубитами» может быть запущен до конца 2024 года.