Pirmoji pasaulyje „kartą“ programa

Nauja programinė įranga sunaikina save po vienkartinio naudojimo

Saugiai užšifruotas ir vykdomas tik vieną kartą: tai leidžia klasikinės kompiuterinės technologijos ir kvantinės technologijos hibridas. © „iStock“
skaityti garsiai

„Neįmanoma“ tapo įmanoma: Tyrėjai pirmą kartą sukūrė programinę įrangą, kuri sunaikina save po vienkartinio naudojimo. Iki šiol tokios „vienkartinės“ programos buvo laikomos neįmanomomis. Bet derindami įprastą kompiuterinę technologiją su kvantiniu kodavimu, mokslininkai dabar sukūrė ir išbandė pirmąsias pasaulyje vienkartines programas. Jie atveria naujas galimybes saugiam duomenų perdavimui - net ir naudojant šiuolaikines technologijas.

Tik vieną kartą vykdomos kompiuterinės programos būtų praktiškos daugeliui programų. Tokios „vienkartinės“ programos galėtų užkirsti kelią, pavyzdžiui, nepageidaujamam atskleidimui, taip pat manipuliavimui ar piktnaudžiavimu programine įranga. Tačiau problema: klasikinėje kompiuterinėje technologijoje yra tikra vienkartinė programa, kurios patikimas ir neišvengiamas savęs sunaikinimas yra įmanomas tik tuo atveju, jei sunaikinsite aparatūrą tuo pačiu.

Vienas iš galimų sprendimų galėtų būti kvantinė technologija. Kadangi tokie ypatumai kaip įsipainiojimas ir persidengimas užtikrina, kad kvantiniai duomenys būtų apsaugoti ne tik nuo išorinio slapto pasiklausymo, bet ir nuo kopijavimo. „Tai rodo, kad tai taip pat galėtų būti vienkartinės problemos sprendimas“, - sako Marie-Christine Röhsner iš Vienos universiteto. "Tačiau neseniai įrodyta, kad deterministinės vienkartinės programos yra neįmanomos net kvantiniame režime."

Klasikinis programavimas su kvantiniu kodavimu

Tačiau dabar Röhsner ir jos komanda padarė tai, kas atrodo neįmanoma, per protingą tradicinės kompiuterinės technologijos ir kvantinės technologijos derinį. Jų vienintelę programinę įrangą, unikalią pasaulyje, sudaro programa, sukurta naudojant klasikinį kompiuterio kodą, kuris vėliau perrašomas į fotonus ir tokiu būdu koduojamas naudojant kvantinę fiziką.

„Viena įdomiausių šios naujos hibridinės programinės įrangos savybių yra ta, kad mes ją didžiąja dalimi galime įdiegti naudodami jau prieinamas technologijas“, - sako Röhsner. Nors tikrieji kvantiniai kompiuteriai vis dar yra pradinėje stadijoje ir iki šiol gali atlikti tik labai ribotas operacijas, tai netaikoma naujosioms vienkartinėms programoms. Šiandien laboratorijose jau yra reikalingos kvantinės technologijos. displėjus

Milijonas problemų išspręsta

Kaip gerai veikia vienkartinė programinė įranga, tyrėjai jau išbandė eksperimente. Štai kodėl jie sukūrė vadinamosios „milijonierių problemos“ programą: du milijonai žmonių nori žinoti, kuris iš jų turtingesnis, tačiau tikslus jų turtas turėtų likti paslėptas vienas nuo kito. Galima išeitis iš šios dilemos yra naudoti vienkartinę programą.

Tai leidžia dviem milijonieriams įvesti atitinkamą turtą į programą ir naudoti tai apskaičiuojant, kas yra turtingesnis. Tada programinė įranga išveda šią informaciją vieno bito pavidalu ir sunaikina save. Ši procedūra užtikrina, kad nė vienas iš jų neturi prieigos prie pradinių duomenų ar skaičiavimo metodo, teigia tyrėjai. Tai suteikia milijonieriams atsakymą neatskleidžiant jų finansinės informacijos.

Daugybė naujų programų

Ir tai suveikė: kvantinis kodavimas neleido toliau naudotis vienkartine programine įranga ir net kodo nulaužti nebuvo įmanoma, kaip praneša mokslininkai. Kito bandymo metu jie sukūrė vienkartinę programinę įrangą, leidžiančią pasirašyti skaitmeniniu būdu, bet tik vieną kartą. Pasak R hsner ir jos komandos, naujas hibridinis požiūris įrodo, kad kvantinių reiškinių integracija gali išplėsti įprastų kompiuterių galimybes.

Tyrėjai jau pateikė pirmuosius savo hibridinės kompiuterinės technologijos patentus. Jie nori ištirti daugiau būdų, kaip padaryti klasikinę programinę įrangą saugesnę, dar prieš tai, kai visas kvantinis kompiuteris taps realybe. („Nature Communications“, 2018 m.; Doi: 10.1038 / s41467-018-07591-2)

Šaltinis: Vienos universitetas

- Nadja Podbregar