Computer quantistici: arriveranno e romperanno la crittografia

Si consiglia di leggere la nota medodologica prima di questo articolo.

Acquisti on line, messaggi Whatsapp di altre applicazioni di messaggistica, transazioni bancarie, investimenti, firme digitali,PEC e tantissimi altri servizi sono resi sicuri dal fatto che i dati vengono crittografati, ossia vengono resi non leggibili alle persone non autorizzate.

La crittografia è una disciplina interessantissima e molto vasta basata su algoritmi matematici sofisticati e le sue prime tracce si possono rilevare già in epoca classica nella antica civiltà ebraica e nell’ingegnoso meccanismo detto “scitala”.

Nella modernità la sicurezza della crittografia è garantita da algoritmi molto robusti, al punto tale che per i computer attuali è di fatto impossibile riuscire a violare le crittografie più evolute.

Però stanno per arrivare sul proscenio i computer quantistici, che saranno in grado di eseguire calcoli ad una velocità sideralmente superiore a quella dei computer attuali e potranno violare anche le crittografie più robuste.

Quando accadrà? Non tra moltissimo tempo:

applicazioni industriali limitate: anni 2030
applicazioni diffuse: post-2035

Vi propongo un riassunto sul tema nelle prossime righe; il quadro non è fosco, ma in chiaroscuro.

Introduzione

Negli ultimi anni, il progresso nel campo del calcolo quantistico ha sollevato interrogativi rilevanti circa la sicurezza degli attuali sistemi crittografici.La questione centrale riguarda la possibilità che futuri computer quantistici possano compromettere gli algoritmi oggi utilizzati per proteggere comunicazioni, dati e infrastrutture critiche.

Stato dell’arte del calcolo quantistico

Attualmente non esistono computer quantistici in grado di violare la crittografia moderna. I sistemi disponibili sono limitati da elevati tassi di errore e dalla mancanza di stabilità (fault tolerance). Tuttavia, il progresso tecnologico suggerisce che macchine sufficientemente avanzate potrebbero emergere tra il 2030 e il 2040.

Impatto sugli algoritmi crittografici

La crittografia asimmetrica, in particolare RSA ed ECC, risulta vulnerabile all’algoritmo di Shor, che consente la fattorizzazione efficiente di grandi numeri. Al contrario, la crittografia simmetrica (come AES) risulta solo parzialmente vulnerabile e può essere rafforzata aumentando la lunghezza delle chiavi.

Qubit e requisiti tecnici

Per compromettere RSA-2048 sono necessari migliaia di qubit logici, che corrispondono a centinaia di migliaia o milioni di qubit fisici. Le stime più recenti indicano una possibile riduzione di tali requisiti, suggerendo un’accelerazione dei tempi.

Rischio attuale: store now, decrypt later

Una minaccia già concreta è rappresentata dalla possibilità che dati cifrati vengano intercettati oggi e decifrati in futuro, quando la tecnologia quantistica lo consentirà. Questo scenario riguarda in particolare dati con un elevato valore temporale.

Analisi settoriale

L’impatto varia tra i diversi settori. Il settore finanziario è esposto ma relativamente preparato. Il settore energetico presenta criticità elevate a causa dei sistemi legacy. La sanità è vulnerabile nel lungo periodo per quanto riguarda la privacy. Le criptovalute risultano particolarmente esposte, mentre il settore della difesa è già in fase avanzata di preparazione.

Soluzioni: Post-Quantum Cryptography

Sono già disponibili algoritmi progettati per resistere agli attacchi quantistici, noti come Post-Quantum Cryptography (PQC). Questi includono soluzioni standardizzate, sebbene ancora in fase di diffusione.

Strategie di mitigazione

Per gli utenti individuali è importante proteggere i dati a lungo termine e utilizzare strumenti aggiornati. Per le aziende è fondamentale adottare un approccio strutturato che includa inventario crittografico, classificazione dei dati e transizione graduale verso soluzioni PQC.

Conclusioni

Il rischio rappresentato dai computer quantistici è reale ma non immediato. Le soluzioni esistono già, ma la loro efficacia dipenderà dalla capacità di implementazione. Il fattore critico è organizzativo più che tecnologico.

Bibliografia essenziale

– NIST, Post-Quantum Cryptography Standardization
– Shor, P. (1994), Algorithms for quantum computation
– Grover, L. (1996), A fast quantum mechanical algorithm for database search
– IBM Quantum Roadmap
– Google Quantum AI Reports

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