Digitalmania – Kemajuan teknologi komputer kuantum akan membawa dunia digital ke level tertinggi melebihi dari apa yang bisa dibayangkan di masa sekarang. Quantum computing atau komputer kuantum adalah super komputer dengan kemampuan berkali-kali lipat dibandingkan komputer paling canggih yang ada saat ini. Komputer kuantum memiliki potensi untuk melaksanakan berbagai perhitungan secara simultan sehingga jauh lebih cepat dari komputer digital.
Menurut fisikawan David Deutsch, sebuah komputer kuantum mampu bekerja pada satu juta perhitungan sekaligus, sementara PC desktop hanya bekerja pada satu. 30 qubit (quantum bit) sebuah komputer kuantum akan sama dengan kekuatan pemrosesan dari komputer konvensional yang bisa dijalankan pada 10 teraflops (triliunan operasi floating-point per detik). Sedangkan komputer saat ini seperti desktop berjalan pada kecepatan yang diukur dalam gigaflops (miliaran operasi floating-point per detik) jadi bisa dibayangkan seberapa cepat dan canggih komputer kuantum nantinya.
Saat ini hasil pengembangan teknologi sudah menghasilkan komputer kuantum sampai dengan 7 qubit, tetapi menurut penelitian dan analisa yang ada, dalam beberapa tahun mendatang teknologi komputer kuantum bisa mencapai 100 qubit. Kita bisa membayangkan betapa cepatnya komputer masa depan nanti. Semua perhitungan yang biasanya butuh waktu berbulan-bulan, bertahun-tahun, bahkan berabad-abad pada akhirnya bisa diselesaikan hanya dalam hitungan menit saja dengan menggunakan komputer kuantum yang super canggih dan super cepat itu.
Di masa mendatang kita akan menggunakan komputer yang tidak lagi tersusun dari transistor-transistor mini seperti sekarang, Komputer kuantum tidak lagi memerlukan chip komputer yang semakin lama semakin padat karena semakin berlipatgandanya jumlah transistor yang dibutuhkan untuk meningkatkan kinerja komputer. Komputer masa depan justru dipenuhi oleh cairan organik sebagai ‘jantung’nya. Cairan organik ini mengandung atom-atom/partikel-partikel yang bisa dimanfaatkan sebagai zat organik alami untuk menjadi kalkulator canggih seperti quantum computing.
Kecanggihan yang membawa petaka
Kedepan teknologi akan semakin mempermudah kehidupan manusia bahkan jauh lebih baik dari apa yang sudah diberikan masa sekarang, namun kemajuan teknologi juga membawa efek samping yang dapat memberikan dampak negatif terutama pada sistem keamanan. Quantum computing yang memiliki kemampuan perhitungan dengan kecepatan ratusan bahkan ribuan kali lipat dibanding saat ini di masa mendatang dapat memberikan masalah besar pada sistem keamanan enkripsi yang menggunakan algoritma enkripsi.
Bayangkan dunia yang selama ini menggunakan perlindungan keamanan dengan penerapan metode kriptografi tiba-tiba terancam rusak dengan komputer kuantum yang mampu membuat transaksi data internet terenkripsi menjadi bisa terbaca oleh siapapun. Tidak ada lagi HTTPS, tidak ada lagi PGP, semua disebabkan dengan kehadiran teknologi quantum computing yang telah menjadi ancaman potensial paling ditakuti.
Jika melihat perkembangan komputer kuantum dengan lebih mendalam, kita bisa melihat dengan jelas bagaimana semua metode enkripsi berdasarkan metode enkripsi dengan bilangan prima atau eksponensial modular, terutama RSA, elliptic curve cryptography dan Diffie Hellman, semua akan menghadapi masalah besar, ketika quantum komputer diterapkan maka semua perhitungan matematika tersulit yang melatarbelakangi public key kriptografi dan exchange key yang digunakan dalam koneksi SSL akan terlihat menjadi sepele atau mudah dipecahkan.
Meskipun komputer kuantum masih dalam pengembangan dan non operasional dan komputer kuantum eksperimental diketahui masih lemah untuk mampu menyerang algoritma kriptografi, namun banyak negara dan organisasi nasional di dunia memahami ancaman besar di balik teknologi ini jika telah disempurnakan dan dipraktekkan secara nyata.
Walau menyadari resiko besar yang dibawa komputer kuantum, lembaga militer dan perusahaan teknologi terkemuka di dunia malah makin tertarik untuk mempercepat proses pengembangan teknologi komputer kuantum, karena faktanya teknologi ini mampu memproses sejumlah besar data dalam waktu yang singkat. Dan dengan banyaknya penelitian berskala besar dan pendanaan yang luar biasa, kelahiran quantum computer hanyalah bicara waktu saja dan dipastikan tidak akan lama lagi.
Ancaman untuk Kriptografi
Belakangan ini National Security Agency (NSA) mengakui bahaya quantum computing bagi dunia keamanan teknologi, mereka bahkan telah berencana untuk melakukan tindakan mitigasi dengan migrasi keamanan data mereka ke algoritma anti kuantum. Kekuatiran publik terhadap ancaman quantum computing juga ikut meningkat terutama kepada penggunaan Public Key Infrastructure (PKI) yang secara ekstensif digunakan secara luas dalam menganmankan world wide web.
Komputer kuantum akan menjadi ancaman bagi algoritma symmetric key (Block cipher), dan algoritma asymmetric public key (RSA, DSA, dan ECC). Super komputer ini mampu memecahkan setiap algoritma public key populer dalam waktu yang sangat singkat. Algoritma kuantum seperti algoritma Shor dapat digunakan untuk memulihkan kunci RSA dalam waktu polynomial.
Berdasarkan estimasi 2048 bit kunci RSA masih bisa dirusak oleh komputer kuantum yang terdiri dari 4000 qubit dan 100 juta gate. Post quantum cryptography adalah algoritma kriptografi yang saat ini sedang digunakan untuk merancang algoritma yang aman dari serangan komputer kuantum. Meskipun diluaran sana masih ada algoritma public key yang tidak bisa dipecahkan, tetapi sayangnya algoritma tersebut tidak dipelajari dengan baik atau digunakan dalam sistem keamanan masa sekarang.
Kriptografi kuantum didasarkan pada problem matematika sulit dan kompleks untuk memberikan keamanan yang lebih kuat dari kriptografi tradisional. Jika komputasi kuantum menjadi kenyataan, maka akan mengakibatkan rekayasa ulang dan diperlukannya perangkat tambahan dalam sistem kriptografi saat ini.
Post Quantum Cryptography atau PQCrypto
Untuk menghadapi kiamat kriptografi oleh komputer kuantum dalam skala besar, kriptografer seluruh dunia telah bekerja sama setdaknya selama satu dekade terakhir ini untuk merancang dan meningkatkan cryptosystem anti serangan kuantum yang dikenal sebagai post-quantum cryptography atau PQCrypto. Dan hasilnya banyak kriptoografi telah dirancang dan distandarisasi seperti NTRU, terlepas dari keyakinan besar atas kehadiran kriptografi baru, namun tetap cryptosystem baru membutuhkan waktu dan mesti diuji berkali-kali sampai mereka terbukti siap untuk disebarkan secara luas.
Pada tahun 2006 konferensi PQCrypto pertama diselenggarakan, dihadiri banyak peneliti dengan tujuan untuk mencari jalan keluar alternatif terhadap serangan komputer kuantum. Pada saat itu beberapa alternatif sudah berada ditangan, seperti McEliece encryption (1978), dan sejak saat itu banyak program mendanai penelitian PQCrypto dijalankan. Termasuk diantaranya program pengembangan anti kuantum berbasis kriptografi oleh European Commission SAFECrypto lalu CryptoWorks21, program Kanada dalam mengembangkan generasi berikut kuantum kriptografi tool yang aman untuk abad 21. Hasil dari semua upaya ini adalah adanya kemajuan yang besar di lapangan dengan fitur-fitur yang efisien dan ukuran kunci yang sebanding dengan algoritma klasik.
PQCrypto tidak membutuhkan hardware khusus, ia seperti kripto klasik tetapi dibangun dengan perhitungan yang sulit untuk dipecahkan oleh komputer kuantum. Algoritma PQCrypto telah dirancang untuk memenuhi layanan yang diberikan oleh kripto klasik dan banyak diantaranya mampu dijalankan meskipun pada platform paling terbatas.
Mitigasi Quantum Computer
Dampak besar kemajuan komputer kuantum harus diikuti dengan peningkatan sistem keamanan jangka panjang, yang dapat dikaitkan dengan dua hal sebagai berikut:
Long Term Authenticity yang dapat dicapai dengan menggunakan algoritma yang aman selama diperlukan. Meskipun demikian, kemungkinan ini harus dilihat lagi dan mendapat jaminan di bawah hukum atau aturan yang dibuat disesuaikan dengan keadaan, karena ancaman komputer kuantum cepat atau lambat akan datang.
Long Term Confidentiality mungkin menjaadi suatu hal yang sulit diterapkan, Tidak ada jaminan bahwa setiap public key cryptosystem dapat memenuhi tugas berat ini. Mungkin pilihan yang paling baik untuk mengenkripsi data adalah dengan menggunakan cipher simetrik kuat menggunakan kunci minimal 192 bit untuk tetap aman bahkan jika tingkat keamanan mereka dibelah dua oleh komputer kuantum.
Akhirnya, jika Anda mengharapkan keamanan jangka panjang untuk keamanan informasi Anda, maka Anda harus mulai mencari alternatif atau merencanakan perubahan ini segera. Lawan atau penjahat cyber yang tidak bisa membobol pertahanan keamanan informasi Anda saat ini, dengan mendekripsi data atau penempaan signature, namun mereka akan bersabar sampai memiliki komputer kuantum, dimana saat itu serangan mereka dipastikan akan berhasil. Digitalmania. (FS)