Inovação do grupo de Cibersegurança da CQC disponibiliza comercialmente dados e dispositivos com segurança quântica

Postado em 11/03/2021 por Maria Heloísa

Tecnologia Quântica

A empresa Cambridge Quantum Computing desenvolveu o primeiro gerador quântico de números aleatórios comprovável, conhecido como IronBridge, que usa computadores quânticos para gerar entropia privada imparcial.

Quando computadores quânticos são mencionados na mesma frase que segurança cibernética ou segurança de dados, geralmente se referem à enorme ameaça que a tecnologia quântica representa para os métodos atuais que usamos para manter nossos dados seguros.

Agora, uma equipe de cientistas da empresa Cambridge Quantum Computing está mostrando como a tecnologia quântica pode proteger nossos dados e comunicações não apenas de ataques criptográficos clássicos, mas também de tentativas de hacking quântico. É um passo à frente no desenvolvimento de métodos para garantir tanto a segurança privada quanto a segurança nacional na era quântica.

A equipe – que discutiu suas descobertas em uma postagem na plataforma de publicação de blog Medium, escrita por Duncan Jones, chefe do grupo de Cibersegurança Quântica da CQC; Alec Edgington, arquiteto de software sênior e Cameron Foreman, pesquisador de criptografia quântica – utilizou uma abordagem inovadora para gerar uma entropia comprovadamente perfeita, que é literalmente inviolável, podendo criar chaves criptográficas resistentes a ataques quânticos, sendo elas tanto clássicas quanto pós-quânticas. Eles executaram esta geração de entropia em um computador quântico IonQ, com a ajuda do TKET (kit de desenvolvimento de software quântico da empresa) e da plataforma Amazon Braket.

Um gerador de números realmente aleatórios produziria um fluxo imparcial e privado de bits aleatórios o qual seria impossível de prever para um aspirante a hacker, de acordo com a equipe. Entretanto, os métodos padrão de geração de números aleatórios não são robustos o suficiente para eliminar completamente possíveis ataques cibernéticos. Por exemplo, os geradores de números pseudoaleatórios (PRNGs) usam algoritmos para expandir um valor inicial conhecido como “semente” em uma sequência de bits de aparência aleatória. Entretanto, como isto é determinístico, uma pessoa que calcula a semente pode prever a saída a ser obtida.

Outra abordagem – os chamados verdadeiros geradores de números aleatórios (TRNGs) e muitos geradores quânticos de números aleatórios existentes (QRNG) – depende da medição de sistemas físicos erráticos para produzir saídas aleatórias.

“Em um TRNG, o sistema físico a ser medido é um processo predominantemente clássico, como o ruído térmico em um diodo. Os QRNGs observam os resultados de processos quânticos, tais como a rota que um fóton toma quando atinge um espelho de prata anguloso”

os pesquisadores explicam.

No entanto, de acordo com a equipe, não se pode confiar plenamente em todas estas abordagens para proporcionar uma verdadeira aleatoriedade.

O time da CQC adota uma terceira abordagem: usar computadores quânticos para gerar uma entropia privada imparcial. A empresa chama este provável método QRNG, de “IronBridge”.

“Ao contrário das outras duas abordagens, esta é invulnerável a um adversário quântico, e produz aleatoriedade auto testada”

esclarecem os pesquisadores.

A solução da equipe, que repousa na aleatoriedade intrínseca aos sistemas quânticos mecânicos, trata o computador quântico como uma caixa preta e passa a ele circuitos para executar.

“A saída dos circuitos é usada para gerar nossa entropia, atuando também como um autoteste para garantir que o computador quântico esteja funcionando corretamente”

“Isto significa que não temos mais que depositar total confiança no dispositivo”.

elucidam os pesquisadores.

O IronBridge consegue pegar uma aleatoriedade imperfeita – parcial ou não totalmente privada – e amplificá-la com um computador quântico, resultando em dados perfeitamente imparciais e privados com segurança incondicional, de acordo com a equipe.

“Esta aleatoriedade verificada e ampliação da privacidade só é possível com dispositivos quânticos, graças ao fenômeno físico do emaranhamento, que nos permite exibir os efeitos quânticos de um dispositivo sem ter que caracterizá-lo”

“Comparando as entradas e saídas, podemos quantificar o emaranhamento no dispositivo e obter um valor explícito para o erro neste”.

eles escrevem.

O protocolo de geração de entropia é abordado aqui.

Para ver exemplos de entropia para testes estatísticos, discutir provas de conceito e implantações de produção, testar a tecnologia QRNG, ou apenas para aprender mais sobre entre em contato com a equipe da CQC.

Tradução autorizada de texto publicado pelo The Quantum Daily. Disponível em: https://thequantumdaily.com/2021/03/10/cqcs-cybersecurity-groups-breakthrough-makes-quantum-safe-data-and-devices-commercially-available/. Acesso em 10 de março de 2021.

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