Hungarian subtitles

← Kriptográfusok, kvantumszámítógépek és az információháború

Get Embed Code
17 Languages

Showing Revision 22 created 01/06/2020 by Péter Pallós.

  1. Az a dolgom, hogy titkokra vigyázzak,
  2. beleértve az önök titkait is.
  3. A védvonal első sorát kriptográfusok adják
  4. a századok óta dúló háborúban.
  5. A harc a kódolók
  6. és a kódfejtők között zajlik,
  7. és az információszerzésről szól.
  8. Az információszerzés
    modern csatatere digitális:
  9. A telefonjainktól kezdve
  10. a számítógépeinken át az internetig
  11. mindenhol zajlik.
  12. A mi munkánk pedig az,
    hogy olyan hálózatokat hozzunk létre,
  13. melyek megvédik az önök e-mailjeit,
    bankkártyaszámait, hívásait, sms-eit,
  14. beleértve a szaftos szelfiket is.
  15. (Nevetés)
  16. A célunk az, hogy az információhoz
    csak az férjen hozzá,
  17. akinek szánták.
  18. Nemrég még azt hittük,
  19. hogy végérvényesen
    megnyertük ezt a háborút.
  20. Ma az önök okostelefonjainak
    olyan a titkosítása,
  21. amelyről azt hittük,
    hogy feltörhetetlen és az is marad.
  22. Nem lett igazunk,
  23. mert nemsokára megjelennek
    a kvantumszámítógépek,
  24. és teljesen át fogják írni
    a játékszabályokat.
  25. A történelem során
    a titkosítás és a kódtörés
  26. mindig macska-egér játékot
    játszott egymással.
  27. Az 1500-as években
    Mária skót királynő azt hitte,
  28. hogy olyan titkosírással levelezik,
  29. melyet csak saját katonái
    tudnak megfejteni,
  30. de Erzsébet angol királynő kódtörőinek
  31. ez egyáltalán nem jelentett gondot.
  32. Megfejtették Mária leveleit,
  33. rájöttek, hogy a skót királynő
    merényletet tervez Erzsébet ellen,
  34. ezért lefejezték.
  35. Néhány évszázaddal később,
    a II. világháborúban
  36. a nácik az Enigma-kóddal kommunikáltak.
  37. Ez sokkal bonyolultabb titkosítás,
    és feltörhetetlennek hitték.
  38. Viszont a jó öreg Alan Turing –
  39. ő a mai modern számítógép feltalálója is –
  40. olyan gépezetet épített,
    amely képes volt feltörni az Enigmát.
  41. Visszafejtette a németek üzeneteit,
  42. s ezzel Hitler és a Harmadik Birodalom
    bukásához is hozzájárult.
  43. Szóval a történet évszázadok óta ugyanaz:
  44. A kriptográfusok továbbfejlesztik
    a titkosítási eljárásokat,
  45. a kódtörők pedig a visszafejtésükkel
    vágnak vissza nekik.
  46. Ez mindig oda-vissza játszma volt,
    s a felek mindig fej fej mellett haladnak.
  47. Viszont az 1970-es években
  48. néhány kriptográfusnak
    igazán nagy áttörést sikerült elérnie.
  49. Nagyon erős titkosítási
    eljárást fejlesztettek ki:
  50. a ''nyilvános kulcsú titkosítást''.
  51. A történelemben ezt megelőzően használt
    módszerekkel ellentétben
  52. a bizalmasan üzenni kívánó felek
  53. előre megadott, titkos jelszó nélkül
    tudtak kommunikálni.
  54. A nyilvános kulcsú titkosításnak
    köszönhetően
  55. biztonságban felvehetjük a kapcsolatot
    a világon bárkivel,
  56. függetlenül attól, hogy előzőleg
    osztottunk-e meg bármit is.
  57. Mindez olyan gyorsasággal történik,
    hogy észre sem vesszük a folyamatot.
  58. Mindegy, hogy egy ismerősüket
    hívják el sörözni,
  59. vagy épp dollármilliárdokat készülnek
    átutalni az egyik bankból a másikba;
  60. a modern titkosítással
  61. csak milliszekundumok kérdése
    az adatátvitel biztonságossá tétele.
  62. Az ezt lehetővé tevő a briliáns megoldás
  63. bonyolult matematikai problémákon alapul.
  64. A kriptográfusok olyan műveletekkel
    szeretnek foglalkozni,
  65. melyekkel számítógépek nem boldogulnak:
  66. ezek bármely két, tetszőleges nagyságú
    számot összeszoroznak,
  67. de fordított helyzetben,
  68. amikor a szorzatból kiindulva
    arra vagyunk kíváncsiak,
  69. hogy mely két szám szorzata
    ez az eredmény,
  70. már elég nagy problémát jelent nekik.
  71. Ha megkérdezném önöket,
    mely két számjegyű számok szorzata a 851,
  72. a jelenlévők többségének
  73. az előadás végéig sem sikerülne
    eredményhez jutnia,
  74. még számológéppel sem.
  75. Ha pedig még nagyobb számokkal dolgozunk,
  76. nincs olyan számológép a Földön,
    mely képes lenne elvégezni a műveletet.
  77. Igazából, a világ leggyorsabb
    szuperszámítógépének
  78. a világegyetem koránál is
    hosszabb időre lenne szüksége,
  79. hogy megtalálja a szorzat tényezőit.
  80. A műveletet prímfaktorizációnak nevezik,
  81. és az okostelefonjaink és laptopjaink
  82. e pillanatban is ennek segítségével
    tartják biztonságban az adatainkat.
  83. Ez a modern titkosítás alapja.
  84. A tény, hogy a Föld összes számítógépe
    együttvéve sem képes elvégezni,
  85. arra engedett következtetni
    minket, kriptográfusokat,
  86. hogy végérvényesen lépéselőnyt
    szereztünk a kódtörőkkel szemben.
  87. De talán túlságosan elbíztuk magunkat,
  88. mert amikor azt hittük,
    hogy megnyertük a háborút,
  89. megjelent egy rakás XX. századi fizikus,
  90. és bejelentette,
    hogy az univerzum törvényei,
  91. azok a törvények,
    melyekre a kriptográfia is épül,
  92. nem pont olyanok, amilyennek hittük őket:
  93. azt hittük, hogy egy tárgy
    nem lehet egy időben több helyen,
  94. de kiderült, hogy nem így van.
  95. Azt sem hittük,
    hogy ugyanabban az időben
  96. valami foroghat az óramutató járásával
    megegyező és ellenkező irányban,
  97. de kiderült, hogy mégis.
  98. Azt hittük, hogy két olyan dolog,
  99. mely fényévekre van egymástól
    az univerzum két ellentétes oldalán,
  100. nem lehet egymásra befolyással
    ugyanabban a pillanatban.
  101. Ebben is tévedtünk.
  102. De ilyen az élet, nem?
  103. Amikor azt hisszük, mindenre
    gondoltunk, minden sínen van,
  104. jön pár fizikus, és bejelenti:
  105. az univerzum alaptörvényei
    teljesen mások,
  106. mint ahogy eddig gondoltuk.
  107. (Nevetés)
  108. Ez mindent összekuszál.
  109. Ebben az icipici szubatomi világban,
  110. az elektronok és protonok szintjén,
  111. a fizika mindannyiunk által
    ismert és szeretett alaptörvényeit
  112. kidobhatjuk az ablakon.
  113. Itt kerülnek a képbe
    a kvantummechanika törvényei.
  114. A kvantummechanikában
    egy elektron képes arra,
  115. hogy egyidejűleg az óramutató járásával
    azonos és ellentétes irányban is forogjon,
  116. a proton pedig lehet
    egy időben két helyen.
  117. Lehet, hogy mindez
    tudományos fantasztikumnak tűnik,
  118. de csak azért,
  119. mert az univerzumunk
    bolond kvantumtermészete
  120. elbújik előlünk.
  121. Egészen a XX. századig rejtve maradt,
  122. de most, hogy rátaláltunk,
  123. az egész világ azon verseng,
    hogy kvantumszámítógépet építsen —
  124. olyan számítógépet,
  125. mely képes kamatoztatni
    e különös kvantumtulajdonságokat.
  126. E gépek annyira forradalmiak és erősek,
  127. hogy a mai leggyorsabb számítógépek is
    hasznavehetetlennek tűnnek mellettük.
  128. Néhány nagyon érdekes probléma kapcsán
  129. a mai leggyorsabb szuperszámítógépek
  130. közelebb állnak az abakuszhoz,
  131. mint a kvantumszámítógéphez.
  132. Így van, az a faeszköz a golyókkal!
  133. A kvantumgépek képesek olyan kémiai
    és biológiai folyamatokat szimulálni,
  134. melyek a klasszikus számítógépek
    tudásától még nagyon messze állnak.
  135. Akár Földünk legnagyobb problémáinak
    megoldásában is segítségünkre lehetnek.
  136. Segítséget nyújtanak majd
    az éhezés világméretű problémájában,
  137. a klímaváltozás kapcsán,
  138. az eddig gyógymód nélküli betegségek
    és járványok elleni küzdelemben,
  139. az emberfeletti mesterséges
    intelligencia kifejlesztésében,
  140. és talán ami ezeknél is fontosabb:
  141. segíteni fognak nekünk
    az univerzum természetének megértésében.
  142. Viszont ezzel az óriási potenciállal
  143. hihetetlen kockázatok is járnak.
  144. Emlékeznek még a nemrég említett
    nagy számokra?
  145. Nem a 851-ről beszélek,
  146. de azoknak, akik azóta is keresik
    a helyes tényezőket,
  147. segítek megoldani a rejtélyt:
  148. 23 szorozva 37-tel.
  149. (Nevetés)
  150. Az ezután említett
    még nagyobb számra gondolok.
  151. Míg napjaink leggyorsabb
    szuperszámítógépének
  152. az univerzum koránál is több idő kell
    a tényezők megtalálásához,
  153. egy kvantumszámítógép
    könnyedén faktorizálna
  154. ennél sokkal nagyobb számokat is.
  155. A kvantumszámítógép fel fogja törni
  156. a hekkerek ellen kifejlesztett
    összes jelenlegi titkosítást.
  157. Ez nagyon egyszerű feladat lesz neki.
  158. Hadd magyarázzam meg másképp:
  159. ha a kvantumszámítás egy lándzsa,
  160. akkor a modern titkosítás,
  161. ez az évtizedekig feltörhetetlen,
    biztonságot adó eljárás
  162. csupán papírpajzs lenne.
  163. Az, aki hozzáfér kvantumszámítógéphez,
    megszerzi a mesterkulcsot,
  164. és bármihez hozzáférhet
    a digitális világban:
  165. bankot rabolhat,
  166. gazdasági rendszereket irányíthat,
  167. kórházakat választhat le
    az áramellátásukról,
  168. atombombát robbanthat,
  169. vagy egyszerűen a tudtunk nélkül
    figyelhet minket a webkameránkon át.
  170. A ma használatos készülékeinkben,
  171. mint ez itt,
  172. az információ alapegysége a bit.
  173. Egy bit kétféle állapotú lehet:
  174. 0 vagy 1.
  175. Amikor édesanyámat FaceTime-on
    hívom a világ másik végéről —
  176. mit fogok kapni a kép miatt... —,
  177. (Nevetés)
  178. igazából csak nullák és egyesek
    tömkelegét küldözgetjük,
  179. melyek rekordsebességgel
    készülékről készülékre,
  180. műholdról műholdra
    továbbítják az adatokat.
  181. A bitek nagyon hasznosak.
  182. Minden egyes technológiai folyamatot
  183. ezeknek a hasznos biteknek köszönhetünk.
  184. De most már kezdjük megérteni,
  185. hogy a bitek nagyon nehezen szimulálják
  186. az összetett molekulák
    és részecskék viselkedését:
  187. bizonyos értelemben a szubatomi folyamatok
  188. két vagy több ellentétes dolgot is
    végezhetnek egy időben,
  189. hiszen a kvantummechanika
    fura törvényei szerint viselkednek.
  190. A múlt század végén
  191. néhány valóban zseniális fizikus
    előjött egy okos ötlettel:
  192. a kvantummechanika alapelvei szerint
  193. kellene megépíteni a számítógépeket.
  194. A kvantumszámítógépeknél
    az információ alapegysége a qubit,
  195. más néven kvantumbit.
  196. Míg a bit állapota csak 1 vagy 0 lehet,
  197. addig a qubit végtelen sok állapotú.
  198. Ez azt jelenti,
  199. hogy a qubit a 0-nak és az 1-nek is
  200. több kombinációja ugyanabban az időben.
  201. Ezt a jelenséget szuperpozíciónak hívják.
  202. Amikor két qubit szuperpozícióba kerül,
  203. tulajdonképpen
  204. a 00, 01,10 és 11 állapotok
    négy kombinációjáról,
  205. három qubit szuperpozíciójánál
  206. az ezekből előállítható
    8 kombinációról beszélünk
  207. és így tovább.
  208. Minden további qubit
    szuperpozícióba kerülésekor
  209. megduplázódik az egy időben
    többféleképp előforduló kombinációk száma.
  210. Tehát minél több qubittel dolgozunk,
  211. úgy nő exponenciálisan
  212. az egy időben előforduló
    kombinációk mennyisége.
  213. Így talán már érezhető,
  214. honnan fakad a kvantumszámítás ereje.
  215. A modern titkosításban a magánkulcsaink,
  216. mint például a már említett
    nagyobb szám két tényezője,
  217. csak nullák és egyesek hosszú sorozatai.
  218. Hogy megtaláljuk őket,
  219. egy klasszikus számítógépnek
  220. egymás után sorra kell vennie
    minden egyes kombinációt,
  221. mire megtalálja azt az egy sorozatot,
    mely feloldja a titkosításunkat.
  222. Egy kvantumszámítógép,
  223. ha abban elég qubit kerül szuperpozícióba,
  224. egy időben képes kiszűrni az információt
    minden egyes kombinációból.
  225. Csak egy pár lépésre van szüksége,
  226. hogy elvethesse a helytelen kombinációkat,
  227. kiválassza a helyes megoldókulcsot,
  228. majd hozzáférjen
    féltve őrzött titkainkhoz.
  229. Ezen az őrületes kvantumszinten
  230. hihetetlen dolog történik:
  231. vezető fizikusaink
    közkeletű felfogása szerint
  232. és próbáljanak meg követni —
  233. a saját párhuzamos univerzumán belül
  234. minden egyes kombinációt átvizsgál
    a saját kvantumszámítógépe.
  235. E kombinációk úgy viselkednek,
    mint a vízmedence hullámai:
  236. ha a kombinációk nem jók,
  237. akkor kioltják egymást,
  238. s amikor megfelelőek,
  239. a kombinációk felerősítik egymást.
  240. A kvantumszámítási folyamat végén
  241. csak a helyes megoldás marad,
  242. melyet itt, ebben az univerzumban
    figyelhetünk meg.
  243. Azért, ha ez nem teljesen érthető,
    ne essenek kétségbe,
  244. (Nevetés)
  245. mert jó kezekben vannak.
  246. Niels Bohr, a szakma egyik úttörője
    egyszer azt mondta,
  247. hogy bárki, aki anélkül merül el
    a kvantummechanikában,
  248. hogy mélyen megdöbbenne rajta,
  249. még nem értette meg.
  250. (Nevetés)
  251. De talán most már talán kicsit világosabb,
    mivel állunk szemben,
  252. és miért kell a kriptográfusoknak
  253. ennyire odatenniük magukat ahhoz,
    amit csinálnak.
  254. Gyorsan kell cselekednünk,
  255. mert a kvantumszámítógépek
  256. már szerte a világon
    megjelentek a laboratóriumokban.
  257. Szerencsére pillanatnyilag
    még elég kezdetlegesek,
  258. így nem képesek arra,
  259. hogy feltörjék a jelenlegi,
    fejlettebb titkosítási kulcsokat.
  260. Ez viszont nem sokáig lesz már így.
  261. Többen gondolják úgy,
    hogy titkos állami szerveknek
  262. már eddig is sikerült,
  263. csak egyelőre nem hozták nyilvánosságra.
  264. Számos szakértő véleménye,
    szerint több mint 10 év,
  265. mások úgy gondolják,
    inkább 30 év szükséges még ehhez.
  266. Önök úgy vélhetik,
    hogy ha van még 10 évünk,
  267. ez biztosan elég ahhoz,
    a kriptográfusok megoldást találjanak,
  268. s még idejében biztonságban
    tudhassuk az internetet.
  269. De sajnos, ez nem ennyire egyszerű.
  270. Még akkor sem, ha eltekintünk
    az új technológia szabványosításához,
  271. bevezetéséhez és széleskörűvé tételéhez
    szükséges évek számától.
  272. Lehet, hogy már így is késésben vagyunk.
  273. Lehet, hogy dörzsölt digitális bűnözők
    és állami szervek már most is tárolnak
  274. ránk vonatkozó bizalmas tartalmakat
  275. a kvantum jövőjére való tekintettel.
  276. Egyes vezetők,
  277. katonatábornokok
  278. és a hatalmakat megkérdőjelező
    civilek üzenetváltásai
  279. pillanatnyilag titkosítás alatt állnak,
  280. de a kvantumszámítógéppel,
    ha az olyan kezekbe kerül,
  281. bármi dekódolható lesz
  282. akár visszamenőleg is.
  283. Bizonyos kormányzati s pénzügyi szektorok,
  284. katonai szervek
  285. bizalmas adatokat csak 25 év elteltével
    hozhatnak nyilvánosságra.
  286. Tehát ha 10 éven belül
    tényleg létezni fog már kvantumszámítógép,
  287. ezek a szervek már most
    15 év késésben vannak
  288. titkosításuk kvantumbiztossá tételével.
  289. Amíg a világ tudósai versenyt futnak
  290. a kvantumszámítógép megépítéséért,
  291. mi a titkosítási eljárásokat
    próbáljuk gyorsan újragondolni,
  292. hogy felkészülhessünk
    a kvantumszámítógépek megjelenésére.
  293. Új és nehéz matematikai
    problémákat keresünk,
  294. melyek a faktorizációhoz hasonlóan
  295. az okostelefonjainkon és a laptopjainkon
    jelenleg is használhatóak.
  296. Viszont a faktorizációval ellentétben,
    ezeknek olyan nehéznek kell lenniük,
  297. hogy még kvantumszámítógéppel se
    lehessen őket megoldani.
  298. Az utóbbi években a matematika
    sokkal szélesebb spektrumán keresgéltünk,
  299. hogy ilyen problémákat találjunk.
  300. Olyan számokat és tárgyakat keresünk,
  301. melyek sokkal egzotikusabbak
    és absztraktabbak,
  302. mint amelyekhez
    már hozzászokhattunk a számológépeken.
  303. Úgy gondoljuk,
  304. sikerült találnunk néhány
    olyan geometriai problémát,
  305. melyek beválhatnak.
  306. Viszont nem olyan két- vagy háromdimenziós
    geometriai problémákról van szó,
  307. mint amiket papíron
    próbáltunk megoldani a középiskolában:
  308. E problémák legtöbbje
    több mint 500 dimenziós,
  309. így nemcsak, hogy egy kissé nehéz
    lenne papíron megoldani őket,
  310. de egy kvantumszámítógépnek is
    meggyűlne velük a baja.
  311. Noha a dolog még gyerekcipőben jár,
  312. nagyon bízunk abban,
    hogy digitális világunkat
  313. biztonságossá tehetjük,
    és felkészíthetjük a kvantumjövőre.
  314. Az összes tudóshoz hasonlóan
  315. mi, kriptográfusok is
    hihetetlenül izgatottak vagyunk
  316. egy kvantumszámítógépekkel
    teli világ lehetőségétől,
  317. hiszen hatalmas segítséget
    jelentenének a világnak.
  318. De nem számít, milyen technológiákat
    hoz számunkra a jövő,
  319. az emberiségnek mindig is lesznek titkai,
  320. és érdemes vigyáznunk rájuk.
  321. Köszönöm!
  322. (Taps)