Shutterstock
Struktura

Marcin Pawłowski: Szyfr doskonały istnieje, ale kryptografia doskonała to fikcja

Funkcjonowanie współczesnego świata opiera się na bezpieczeństwie przesyłania informacji, czyli na skutecznym szyfrowaniu. Ale nie ma jasności, jak długo jeszcze będziemy mogli opierać się na dotychczasowych metodach kryptograficznych. Może tylko do jutra. Czy wtedy uratuje nas kryptografia kwantowa? A może raczej postkwantowa? Rozmowa z dr. hab. Marcinem Pawłowskim z Międzynarodowego Centrum Teorii Technologii Kwantowych przy Uniwersytecie Gdańskim.

„Kryptologia nie ma wielu adeptów. W Polsce, w okresie międzywojennym samodzielnych kryptologów nie było nawet dziesięciu. Kilku zabrała śmierć w czasie wojny, kilku innych, jeżeli nie zmarło po wojnie, rozproszonych jest po świecie. W Kraju jestem w chwili obecnej jedynym przedstawicielem ich przedwojennej garstki” – zwierzał się w latach 60. Marian Rejewski, który wraz z Henrykiem Zygalskim i Jerzym Różyckim łamał szyfry wczesnej Enigmy.

Dziś jest inaczej. Wprawdzie z kryptologów trudno byłoby uformować tłum na trybunach, ale w Polsce jest ich zapewne ze stu – choć zapytani w większości nie przyznają się do wykonywanego zawodu. Marcin Pawłowski też ma z tym niejaki kłopot. Ale ten brak pewności nie wynika z tajności wykonywanych zadań czy wstydu, a raczej ze specyfiki kryptologii. Profesja ta wymaga kompetencji matematycznych, fizycznych, częściowo też inżynieryjnych.

Praktyka ukrywania przekazu w zaszyfrowanej formie jest prawie tak stara, jak pismo. Przez setki lat były to jednak praktyki polegające na zastępowaniu jednych liter innymi, zgodnie z bardzo prostymi regułami. Nawet w przypadku szyfrów Enigmy – skomplikowanych dla ludzi, ale łatwych do złamania przez maszyny/komputery.

Przełom nadszedł w latach 60. XX w., wraz z pojawieniem się idei kryptografii asymetrycznej – w której do szyfrowania używa się dwóch kluczy: prywatnego i publicznego. Wykorzystuje się ją powszechnie w komunikacji, systemach bankowych, praktycznie wszędzie tam, gdzie dochodzi do przesyłu informacji. Działa, bo o jej skuteczności stanowią działania matematyczne, które łatwo wykonać w jedną stronę, ale niezwykle trudno w drugą. Być może jednak ktoś wpadnie na pomysł, jak ten proces przyspieszyć. To się może stać w każdej chwili. Na przykład jutro.

Z tym wyzwaniem poradzą sobie na pewno w okamgnieniu komputery kwantowe z prawdziwego zdarzenia – kiedy/jeśli powstaną, oczywiście. – A wtedy nie dość, że cała kryptografia przestanie być bezpieczna, to odczytane zostaną wszystkie wcześniejsze przekazy. Możemy się jakoś zabezpieczyć na przyszłość, ale danych zarejestrowanych w przeszłości już nie zdołamy uratować – ostrzega nasz gość.

Ponieważ podkast realizowaliśmy we współpracy z Fundacją na rzecz Nauki Polskiej, śpieszymy z dodatkowymi informacjami.

Założone i kierowane przez prof. Marka Żukowskiego Międzynarodowe Centrum Teorii Kwantowych Technologii UG, w którym prowadzi badania Marcin Pawłowski, jest jednym z 14 ośrodków w Polsce powstałych w ramach programu „Międzynarodowe Agendy Badawcze Fundacji na rzecz Nauki Polskiej”. Wybitni naukowcy z całego świata prowadzą tam lub będą prowadzić najwyższej jakości badania naukowe i prace rozwojowe dotyczące aktualnych wyzwań naukowych.

Program MAB jest realizowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków pochodzących z Funduszy Europejskich z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój.

W latach 80. w nauce o szyfrach doszło do kolejnego przełomu. Charles H. Bennett z Gillesem Brassardem, a niedługo potem Artur Ekert opracowali dwa protokoły kryptograficzne wykorzystujące zjawiska kwantowe. – Obydwa pomysły są ewolucyjne. I naprawdę genialne – mówi Pawłowski.

W teorii kryptografię kwantową można złamać, tylko jeśli złamie się prawa fizyki. Niestety, w praktyce sprawa jest bardziej skomplikowana. Realne wcielenia idei, czyli fizycznie działające kwantowe urządzenia kryptograficzne, są dalekie od doskonałości. Przesyłany za ich pośrednictwem klucz, za pomocą którego szyfruje się komunikaty, można przechwycić.

Naukowcy myślą od pewnego czasu o innym rozwiązaniu – kryptografii postkwantowej. I ona daje jednak powody do sceptycyzmu: – To jest tak, jakby wziąć taśmą klejącą i zalepić nią dziurę w rurze, którą jest współczesna kryptografia. To w miarę proste. Możemy to zrobić już niedługo. Ale to może pomóc na tydzień, a może na 20 lat. Nikt nie wie.

Oto sytuacja, w jakiej się znajdujemy: mamy trzy zasadnicze metody kryptologiczne, z których żadna nie jest uniwersalna i idealna. A świat pozbawiony metody bezpiecznego szyfrowania stanie na skraju potężnego kryzysu.

Oto sytuacja, w której na scenę wkracza Marcin Pawłowski. I podsuwa jej rozwiązania.

Dr hab. Marcin Pawłowski.Łukasz Głowala/Trójmiasto.pl/pulsarDr hab. Marcin Pawłowski.



WSZYSTKIE SYGNAŁY PULSARA ZNAJDZIECIE TUTAJ