Como terroristas quânticos podem acabar com o futuro da Internet

Pesquisa revela que se três cibercriminosos concordassem em infectar a infraestrutura ao mesmo tempo todas as informações seriam irrecuperáveis. Antes que essa tecnologia se torne realidade, é necessário entender as ameaças que enfrenta e buscar soluções.

Imagem: IBM research.

Por Emerging Technology from the arXiv
Publicado no Massachusetts Institute of Technology

O primeiro vírus de computador da história foi um programa chamado Creeper, que infectou computadores Apple II no início da década de 1980. Ele foi criado por um estudante de 15 anos, em 1981, como uma brincadeira. Desde então, toda uma série de softwares maliciosos e outras atividades capazes de destruir dados e espionar comunicações surgiram.

Uma maneira de combater a interceptação digital utiliza as regras da física quântica para proteger os dados. Na verdade, atualmente, um grande investimento está sendo feito para projetar e testar uma versão quântica da Internet, que impediria a espionagem e tornaria as comunicações quase perfeitamente seguras.

Mas esse enfoque levanta uma questão interessante. Como agentes mal-intencionados poderiam atacar esse tipo de Internet quântica?

Isso é exatamente o que tenta responder o trabalho do pesquisador Neil Johnson et al. da Universidade George Washington (EUA), cuja conclusão é bastante preocupante. A equipe descobriu uma maneira pela qual os ciberterroristas quânticos poderiam derrubar a Internet quântica quase instantaneamente e sem revelar suas identidades. Mas o mais preocupante é que não há uma maneira óbvia de combater esse novo tipo de ataque.

A equipe começou sua pesquisa criando um modelo matemático de Internet quântica. Seria uma rede na qual um grande número de fótons emaranhados pode coexistir. Para os propósitos do modelo, Johnson e seus colegas o consideram como uma espécie de nuvem quântica de fótons emaranhados com os quais as pessoas interagem inserindo seus próprios fótons com informações quânticas. Uma característica fundamental desse sistema é que a existência de toda a Internet interligada é descrita por uma única função quântica.

A questão que os pesquisadores querem analisar é como um cibercriminoso poderia destruir essa nuvem e a informação armazenada. Um método consistiria, simplesmente, em romper o emaranhamento, aquela famosa e frágil forma de existência. Mas esse enfoque seria como um golpe de martelo, um ataque clássico a um sistema quântico.

Em contrapartida, a equipe estava interessada em um tipo de ataque quântico muito mais sútil. Esse tipo de ataque envolveria inserir alguma informação aleatória que se emaranharia com o resto, o que tornaria a informação original impossível de ser recuperada dessa mistura.

Mas um único atacante não pode invadir o estado quântico com informação aleatória. “O estado correto (isto é, o estado inicial) poderia ser recuperado utilizando esquemas de purificação ou destilação”, explicam Johnson e seus colegas. O problema surge se vários hackers quânticos decidirem atuar de forma colaborativa, o que levaria a um cenário completamente diferente. Johnson e seus colegas afirmam que se vários atacantes injetarem suas informações quânticos na rede no mesmo instante poderiam interromper o estado quântico global. Nesse caso, o estado inicial do sistema não poderia ser recuperado, nem mesmo em princípio.

Quantos terroristas seriam necessários para produzir esse desastre? A conclusão impactante da equipe é que só seriam necessários três ou mais hackers quânticos trabalhando em uníssono. A pesquisa detalha: “Nossas descobertas revelam uma nova forma de vulnerabilidade que permitiria que grupos hostis de [três ou mais] adversários habilitados quanticamente causem uma interrupção máxima no estado quântico global desses sistemas”.

Ademais, esses ataques seriam praticamente impossíveis de detectar, uma vez que não introduzem nenhuma informação de identificação; não exigem comunicação em tempo real. Os terroristas simplesmente teriam que concordar com antecedência quando atacar e o ataque poderia terminar em um segundo.

Não está totalmente claro como esse tipo de ataque poderia ser combatido, embora a equipe tenha uma ideia: “Uma contramedida poderia consistir em integrar as futuras tecnologias quânticas dentro das redes clássicas“. Sob esse enfoque, em vez de termos uma Internet quântica como um estado quântico global, teríamos um conjunto de sistemas quânticos, cada um dentro das redes clássicas e conectados uns aos outros. Isso impediria que um ataque a uma parte da rede se espalhe para outras áreas.

De fato, é provável que a Internet quântica tenha essa forma em seus estágios iniciais de qualquer maneira. No entanto, o terrorismo quântico é uma nova ameaça que tirará o sono dos especialistas em cibersegurança. E será preciso muito mais trabalho para entender completamente essa ameaça e como mitigá-la. Como Johnson e sua equipe dizem no trabalho: “Para combater corretamente essa ameaça será necessário uma nova compreensão das correlações quânticas dependentes do tempo em vários sistemas”.

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