Computer quantico, tra hacker, spie e criminalità

L’arrivo del quantum computer scuoterà le fondamenta di internet. A niente servirà la cover dell’ex talpa NSA Edward Snowden, per segnalare se lo smartphone è intercettato, perché ogni sistema sarà vulnerabile e aperto. Gli hacker di oggi sembreranno preistoria. Il futuro è il computer quantico. Una rivoluzione che cambierà tutto, creando un potente terremoto nel mondo della sicurezza e in quello dell’intelligence. La diffusione di email private, che in questi giorni influenza il risultato delle elezioni presidenziali statunitensi, sarà un episodio confinato nel giurassico dell’era di internet. Il computer quantico non conosce barriere, non incontra ostacoli, e sarà realtà forse solo nel giro di 10, massimo 15 anni. Non ci saranno password sicure, né sistemi informatici inviolabili, il quantum computer è un super computer che tutto legge e tutto decritta, senza che nulla di ciò che oggi conosciamo in termini di crittografia e sicurezza possa bloccarlo.

Google Touchscreen Laptop

Paura? C’è da averne, eccome! Specie per tutte quelle informazioni sensibili, che oggi sono segrete, ma che, con l’arrivo del computer quantico sarà possibile decodificare senza alcuna difficoltà. Uno scenario che solo a ipotizzarlo fa tremare i polsi, soprattutto in ambito governativo e d’intelligence.

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Miracolo o catastrofe?

Il potenziale che si dischiude con l’avvento del computer quantico è inimmaginabile. Possibilità di calcolo impensabili, riduzione dei tempi per risolvere problemi matematici e non solo. Per dare un’immagine suggestiva, sarà un po’ come iniziare a viaggiare alla velocità della luce. Ecco perché molti esperti, che poco tempo fa si sono ritrovati a Vienna per un evento dedicato alla crittografia, Eurocrypt 2016, guardano al quantum computer come a una possibile pietra miliare nella storia dell’informatica e dell’umanità.

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“A mio parere dovremmo aver paura, perché quasi tutto ciò che conosciamo oggi potrebbe essere letto e quindi spazzato via in un solo istante dalla comparsa del computer quantico -mi spiega Eike Kiltz, Professore di Crittologia alla Ruhr-Universität Bochum- E nessuno può garantirci che i computer quantici non vengano usati per scopi criminali”.

Di cosa dobbiamo aver paura?

Quando vediamo un lucchetto sullo schermo, oggi sappiamo che quell’icona garantisce che tutte le operazioni fatte, dallo scambio di dati a qualsiasi comunicazione, o transazione, avviene attraverso un processo sicuro. Con l’avvento dei computer quantici ogni lucchetto diventa violabile, apribile, crackabile, così ogni processo smetterà di essere sicuro. “Esiste una mole enorme di documenti e dati sensibili. Il rischio reale è che tutti questi dati siano stati registrati e conservati e con il computer quantico potranno essere tranquillamente letti” mi spiega Andrea Corti, Responsabile dell’Analisi e degli Scenari previsionali del Technisches Bürgernetzwerk Austria. Questo non è esattamente lo scenario che vogliamo. La percentuale che questa eventualità possa verificarsi è del 10%, anche se alcuni esperti parlano addirittura del 50%. “Le comunicazioni e lo scambio di dati degli ultimi 20 o 30 anni può essere tutto decifrato e letto senza problemi. Ecco perché, se non vogliamo che accada, non c’è tempo da perdere: governi, istituzioni, banche, mondo economico e finanziario, industria, dovrebbero attrezzarsi per agire immediatamente” rilancia Corti. Inoltre dobbiamo pensare che in molti stanno lavorando alla realizzazione del computer quantico, compresa la criminalità organizzata.

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Cos’è un computer quantico?

“Il computer quantico è un computer che trae vantaggio dalle meccaniche quantistiche, dalle proprietà di meccanica quantistica della natura -mi racconta Michele Mosca, Co-fondatore e Vice-Direttore dell’Istituto di Computazione Quantica all’Università di Waterloo in Canada. 100 anni fa esistevano dei paradossi in fisica che non potevano essere risolti con la fisica tradizionale. Così è stato inventato un nuovo linguaggio matematico che ha permesso di fare fisica, risolvendo alcuni paradossi della fisica. “I nostri computer sono un susseguirsi di 0 e 1, manipolati secondo un processo fisico, ma la teoria quantistica ci dice che non dobbiamo restringere i nostri bit ad essere solo 0 e 1, ma che possono essere zero e tanti uno -evidenzia Mosca- Con una collezione di centinaia di migliaia di bit, un computer quantico consente di avere una decina di bit in migliaia di configurazioni diverse. Ed è possibile immagazzinare una quantità enorme di cose in un megabit”. In pratica un computer quantico può esplorare tutte le configurazioni della memoria, allo stesso tempo.

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Un dispositivo prodigioso?

Tranquillizziamo tutti, non è possibile fare qualsiasi cosa con un computer quantico, non sarà quindi possibile estrarre tutte quelle informazioni sensibili che vogliamo restino non decodificabili. Almeno così fa supporre Michele Mosca. Con un computer quantico si possono risolvere alcune operazioni di calcolo in modo esponenzialmente più veloce rispetto a quello che prima ritenevamo possibile. Sarà possibile risolvere alcuni problemi matematici specifici e permetterà di trovare modelli matematici in pochissimo tempo e con pochissimo lavoro, perché esiste una sola memoria ed è possibile al tempo stesso esplorare tutte queste configurazioni ed estrarre alcuni modelli. Insomma un gran risparmio di tempo per un computer di potenza computazionale gigantesca, che dischiude orizzonti che inducono a sperare in un futuro migliore, in un’opportunità.

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Esistono già i computer quantici?

Attualmente è corretto dire che i computer quantici ancora non esistano. Si sta creando ancora il blocco costruttivo del computer, anche se ci sono dei piccoli prototipi. “Si sta ancora cercando di trovare un design che funzioni abbastanza bene per poterlo applicare su larga scala a centinaia di questi bit quantici -spiega Mosca- Un design in tal senso non esiste ancora, siamo molto vicini all’averlo trovato, ma al momento non c’è”. Si può azzardare una previsione e ipotizzare che si avrà un design tra 5 anni e una sua integrazione nella successiva decina d’anni. Quindi nell’arco dei prossimi 15 anni potrebbe crearsi una vera e propria minaccia a livello di cyber-security. “15 anni non sono un tempo così lungo per ricostruire tutte le infrastrutture crittografiche necessarie -rilancia Mosca- Occorre muoversi in fretta per adeguare la cosiddetta chiave di crittografia pubblica e non ci si può affidare al fatto che esistano difficoltà da risolvere, o sperare che gli ingegneri vadano incontro a possibili fallimenti”.

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Come sarà un computer quantico?

“Un computer quantico sarà un chip, con dei bit, che saranno costruiti con materiali diversi da quelli attuali, e che funzioneranno in modo diverso dai bit classici -mi dice Mosca- Sarà un computer normale, ma con i bit che avranno molte diverse configurazioni di zero e uno al medesimo tempo”. In soldoni ci saranno differenze nel suo funzionamento interno, ma nulla cambierà per l’utente che continuerà ad avviare il software, farà andare il computer come ha sempre fatto. Ponendo una domanda, si otterrà una risposta, esattamente come adesso. L’unica vera rivoluzione si avrà a livello di calcolo, perché per alcune operazioni molto complicate si avranno i risultati in tempi rapidissimi. “Operazioni che con gli strumenti attuali richiederebbero migliaia di anni per essere risolte si raggiungeranno in pochissimo tempo -sottolinea Mosca- Ma attenzione, i computer quantici non saranno delle scatole magiche capaci di fare qualunque cosa”.

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Perché è importante la crittografia?

Verso metà degli anni ’90 si è capito che con i computer quantici era possibile scomporre in fattori numeri molto grandi. Potremmo anche obiettare, ma cosa ce ne importa? Eppure la sicurezza su internet si basa proprio su certi strumenti crittografici che si riferiscono e contano sul fatto che sia difficile questa scomposizione in fattori. “Un computer quantico può rompere questi codici crittografici finora utilizzati, algoritmi e curve ellittiche -racconta Mosca- Eliminando e rendendo totalmente inefficaci tutti quegli strumenti che finora rappresentano i pilastri dell’attuale crittografia”.

Comunicazione e scambio dati nell’era quantica

Un giornalista che riceva da una fonte che voglia rimanere anonima informazioni importanti per un articolo d’inchiesta, un po’ come WikiLeaks, adopererà una chiave pubblica di crittografia. Nessun servizio segreto potrà entrare in quella comunicazione e decifrarla, perché è sicura. Ma tra dieci anni quei dati immagazzinati e conservati a livello di intelligence, oppure da organizzazioni criminali, potranno essere decifrati e letti grazie ai computer quantici. Non è fantascienza, parliamo del 2026, di uno scenario non lontanissimo, eppure assolutamente possibile.

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Siamo pronti per l’era quantica?

“Alcuni esperti dicono che l’avvento del computer quantico ci sarà in 10 anni, altri in 20, ma essenzialmente non lo sappiamo con certezza -dice il Prof. Kiltz- Sotto il profilo scientifico siamo abbastanza attrezzati, abbiamo dei buoni schemi, che funzionano, e il processo si è attivato. Abbiamo dei candidati che sembrano essere molto promettenti, quasi pronti per essere utilizzati”. Il problema è che in genere l’industria non cambia facilmente i propri sistemi di sicurezza, finché non si presenti davvero una concreta minaccia. Se una certa crittografia viene violata, rotta, in genere la reazione è quella di dire che in fondo non è stata completamente violata. Insomma, ci si appresta a cambiarla solo a fronte di ripetuti e seri attacchi. “L’avvento del computer quantico impone un cambiamento delle infrastrutture, con investimenti ingenti -racconta il Prof. Kiltz- I sistemi di sicurezza post-quantici sono tendenzialmente meno efficienti e quindi non ci sono veri incentivi a realizzare questi cambiamenti da parte delle varie compagnie e industrie. Ecco perché finché il pericolo non sarà davvero imminente, non si faranno cambiamenti e non si investirà in questi sistemi di crittografia post-quantica”.

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Cosa cambierà nell’era post-quantica?

Gli algoritmi che usiamo per proteggerci dai computer quantici non vanno sui computer quantici, non occorre quindi avere fisicamente uno per sapere se funzioneranno o meno. “Ciò di cui parliamo è la crittografia post-quantica, che si utilizzerà sui computer che abbiamo oggi, sui nostri smartphone, sull’internet che conosciamo e usiamo oggi, e sarà sicura anche quando arriveranno davvero i computer quantici -mette in rilievo il Prof. Kiltz. Gli utenti, nel migliore dei casi non noteranno alcun cambiamento”. La crittografia viene usata senza che nessuno se ne renda particolarmente conto, perché avviene in modo automatico, e non ci sarà differenza tra l’uso della crittografia classica e la crittografia post-quantica. Il risultato sarà sempre, ad esempio, quello di continuare a criptare le proprie email e autenticarle.

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Internet come lo conosciamo sopravviverà?

Chiunque possa avere accesso a questi computer quantici sarà certamente in grado di violare e accedere all’interno di qualsiasi attuale sistema crittografico. Cina, Russia, Usa, tutte le grandi potenze mondiali stanno lavorando alla costruzione del quantum computer. La minaccia è rappresentata proprio da dati sensibili e informazioni segrete. Tutto potrebbe diventare in un attimo vulnerabile. L’altro rischio concreto è che l’intero sistema possa collassare. “Se accadesse ora, non vedo come internet così come lo conosciamo e usiamo adesso possa sopravvivere -afferma Mosca- Se si agisce in modo chiaro e programmato adesso, quando arriveranno i computer quantici tra 10-15 anni, ci troveremo a fronteggiare un non evento, perché saremo pronti e avremo tutti gli strumenti necessari per affrontarlo”. Solo così, con un’adeguata infrastruttura crittografica l’avvento dell’era quantica si trasformerà da potenziale incubo in un evento che lascerà un segno positivo nell’esistenza umana.

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