Cyber risk, la minaccia dei computer quantistici
La prossima minaccia dal fronte del cyber risk saranno probabilmente i computer quantistici. Il governo degli Stati Uniti, come si legge in una recente analisi dell’Mit Technology Review, teme che elevate capacità di calcolo computazionale possano consentire in futuro ai criminali informatici di decrittare i dati oggi protetti da strumenti di crittografia. Si tratterebbe di una strategia nota come harvest now and decrypt later, ossia raccogli adesso i dati a disposizione e decrittali quando sarà possibile.
“Non vogliamo svegliarci una mattina e scoprire che c’è stata svolta tecnologica, ritrovandoci a dover fare in pochi mesi quello che pianificavamo di fare in tre o quattro anni”, ha commentato Tim Maurer, consigliere per la sicurezza informatica e le tecnologie emergenti del dipartimento della Sicurezza interna degli Stati Uniti d'America. Il dipartimento, a tal proposito, ha stilato una road map per la transizione verso questo scenario, indicendo un call per catalogare i dati più sensibili dell’amministrazione pubblica e del settore imprenditoriale. Maurer ha affermato che si tratta di un passaggio fondamentale per “verificare siano già al lavoro e quali invece necessitino di assistenza o di una maggiore cognizione del pericolo per assicurarsi che adottino le misure adeguate”.
La svolta della computazione quantistica
L’attenzione verso i computer quantistici è cresciuta nel settembre del 2019, quando un paper firmato da un team di Google annunciava il raggiungimento della cosiddetta supremazia quantistica. Nel dettaglio, un processore sviluppato dal colosso di Mountain View aveva completato in poco più di tre minuti (200 secondi per la precisione) una procedura di campionamento che il supercomputer Summit di Ibm, quello che all’epoca era considerato il computer più potente al mondo, avrebbe compiuto in un meno di 10mila anni.
Come era stato possibile? Proprio grazie alla computazione quantistica. I computer tradizionali si basano sui bit e lavorano secondo le regole della fisica classica, traducendo i bit in una sequenza binaria di 0 e 1. I cosiddetti bit quantistici, conosciuti anche come qubit, sono invece l’unità base dei computer quantistici e sfruttano il principio di sovrapposizione fra strati quantistici per assumere contemporaneamente la forma di 0 e 1. Tutto ciò consentirebbe di raggiungere una potenza di calcolo di gran lunga superiore a quella dei tradizionali processori.
Computer quantistici vs Crittografia
Una simile capacità di calcolo può essere utilizzata per innumerevoli scopi. Nel maggio del 2019, per esempio, un gruppo di scienziati ha utilizzato un computer quantistico per portare indietro nel tempo di un microsecondo una particella elementare. Altre applicazioni toccano l’ambito chimico e farmaceutico, la gestione delle supply chain internazionali, nonché l’addestramento e lo sviluppo di strumento di artificial intelligence e machine learning. Epperò c’è anche il rischio che vengano utilizzati per scopi meno nobili. Come violare la crittografia che protegge i nostri dati personali.
La crittografia moderna si basa soprattutto su quello che viene conosciuto con la sigla Rsa e sul presupposto che, dato il prodotto di numeri interi, è molto difficile risalire ai fattori di partenza. Difficile, ma non impossibile. Nel 1994 l’informatico Peter Shor elaborò infatti un algoritmo, noto come algoritmo di Shor, che consente di fattorizzare un numero intero in numeri primi: se eseguito in un computer quantistico, l’algoritmo potrebbe rapidamente risalire ai dati che vogliamo proteggere.
I timori degli esperti di sicurezza informatica
Di buono c’è che, almeno per il momento, i computer quantistici non sono una tecnologia a disposizione di chiunque. La tecnologia di base è infatti molto costosa ed è necessario un ambiente strettamente controllato, con temperature vicine allo zero assoluto, perché anche la più minima vibrazione può generare errori.
Però la tecnologia corre, e bisogna fare attenzione. Lo scorso anno l’Università di Scienza e Tecnologia della Cina ha annunciato su Science che Jiuzhang, un prototipo di computer quantistico basato su fotoni da 76 qubit, aveva concluso in 200 secondo una procedura di campionamento gaussiano: il supercomputer Sunway ThaihuLight, secondo alcune stime, ci avrebbe impiegato 2,5 miliardi di anni. Il team ha affermato che Jiuzhang è 10 miliardi di volte più veloce del prototipo di Google. E continua migliorare. I ricercatori dell’università cinese hanno recentemente annunciato il lancio di Jiuzhang 2.0, un nuovo modello che utilizza fotoni da 113 qubit e che supererebbe di gran lunga le prestazioni del suo predecessore: secondo il team, il più veloce dei supercomputer attualmente esistenti impiegherebbe circa 30mila miliardi di anni per completare una procedura che Jiuzhang 2.0 concluderebbe in un millisecondo.
Posti questi risultati, non stupisce che gli esperti statunitensi temano le possibili conseguenze di una tecnologia così potente che finisce nelle mani di un paese rivale. “La minaccia di un paese rivale che raggiunge un’elevata capacità di computazione quantistica e ottiene accesso alle nostre informazioni è reale”, ha commentato Dustin Moody, matematico del National Institute of Standards and Technology. “C’è il rischio – ha proseguito – che possano raccogliere dati adesso e aspettare finché non dispongono della necessaria capacità di computazione”. Secondo Moody, “è una minaccia reale di cui il governo è al corrente: la stanno prendendo molto seriamente e si stanno preparando a questa eventualità”.
