Apa yang dimaksud dengan kriptografi pasca-kuantum? Semua yang perlu Anda ketahui tentang ancaman yang membayangi ini

Setiap kali Anda berbelanja online dengan kartu kredit, menginstal pembaruan di ponsel, atau mengirim file rahasia ke rekan kerja, protokol keamanan internet membantu menjaga data Anda tetap aman. Sistem enkripsi ini melindungi miliaran transaksi dan komunikasi setiap hari, menggunakan algoritma yang terlalu sulit untuk dipecahkan oleh komputer konvensional. Bahkan seorang hacker yang memegang superkomputer paling kuat akan membutuhkan jutaan tahun untuk mendarat di kunci sandi yang tepat.

Namun dengan perangkat baru yang disebut komputer kuantum, mereka dapat memecahkan kode tersebut dalam hitungan jam. Meskipun mesin-mesin ini memiliki potensi untuk membantu para ilmuwan menemukan obat-obatan blockbuster atau mendesain baterai berefisiensi tinggi, mesin-mesin ini juga dapat memungkinkan sindikat kriminal atau peretas yang disponsori oleh negara untuk menghancurkan landasan keamanan digital.

Meskipun komputer kuantum bukan bahaya langsung, ancamannya nyata - dan terus berkembang. Langkah yang cerdas adalah mempersiapkan diri sekarang, bukannya panik di kemudian hari.

Komputer kuantum adalah jenis teknologi baru yang menggunakan prinsip-prinsip fisika kuantum untuk mengatasi masalah yang sangat sulit - atau bahkan tidak mungkin - dipecahkan oleh komputer saat ini. Seperti komputer tradisional, mereka menyimpan informasi menggunakan bit, yang biasanya diwakili sebagai 0 dan 1.

Pada komputer biasa, bit-bit ini dibuat dengan menggunakan sinyal listrik yang hidup atau mati. Namun, komputer kuantum menggunakan partikel kecil yang disebut qubit. Berkat properti kuantum yang disebut superposisi, qubit dapat berada dalam campuran 0 dan 1 pada saat yang bersamaan. Hal ini memungkinkan komputer kuantum untuk mengeksplorasi banyak solusi yang mungkin sekaligus, daripada satu per satu.

Komputasi kuantum sangat kuat karena bekerja dengan cara yang sama sekali berbeda dari komputer konvensional. Qubit dapat merepresentasikan berbagai kemungkinan sekaligus, yang berarti komputer kuantum dapat memproses sejumlah besar solusi potensial secara bersamaan.

Hal ini menyebabkan pertumbuhan eksponensial dalam daya komputasi: Setiap qubit baru menggandakan jumlah keadaan yang dapat ditangani komputer. Sebagai contoh, dua qubit dapat mewakili empat kombinasi, tiga qubit dapat mewakili delapan, dan 50 qubit dapat mewakili lebih dari satu kuadriliun kombinasi. Hal ini membuat komputer kuantum sangat menjanjikan untuk tugas-tugas seperti mensimulasikan molekul, memecahkan enkripsi, atau memecahkan masalah optimasi yang kompleks.

Bahaya dari komputasi kuantum adalah dapat merusak sistem enkripsi yang melindungi dunia digital kita - termasuk perbankan online, email, dan situs web yang aman. Informasi sensitif akan terekspos, sistem keuangan dikompromikan, dan tulang punggung digital seluruh industri dirusak.

Enkripsi bekerja dengan mengubah informasi sensitif ke dalam format yang tidak dapat dibaca oleh siapa pun yang tidak memiliki kuncinya, sebuah kode untuk mengacak dan mengurai data. Banyak algoritma enkripsi saat ini bergantung pada fungsi satu arah, yang jauh lebih mudah untuk dihitung dalam satu arah daripada sebaliknya. Sebagai contoh, komputer dapat mengalikan dua bilangan prima 40 digit dalam sepersekian detik, tetapi akan membutuhkan banyak sekali tebakan untuk menentukan faktor dari hasilnya. Kesulitan ini menjadi dasar keamanan digital: Setelah algoritme ini mengenkripsi rangkaian angka yang digunakan komputer untuk merepresentasikan informasi, membalikkan operasi tersebut adalah hal yang mustahil tanpa kuncinya.

Namun, dengan menguji sejumlah besar kemungkinan solusi secara bersamaan, komputer kuantum dapat menerobos penghalang matematis ini, terutama dengan bantuan algoritme yang membuat prosesnya lebih efisien (tetapi masih terlalu memakan waktu untuk komputer klasik). Sementara superkomputer mungkin membutuhkan jutaan tahun untuk memecahkan kriptosistem modern, komputer kuantum dengan 20 juta qubit dapat melakukan pekerjaan itu dalam delapan jam.

Algoritma Shor, yang dikembangkan oleh Peter Shor pada tahun 1994, memungkinkan komputer kuantum untuk memfaktorkan bilangan besar secara eksponensial lebih cepat daripada komputer klasik, yang akan mematahkan fondasi matematis sistem enkripsi seperti RSA, yang secara luas digunakan untuk keamanan digital. 

Komputasi kuantum tidak akan menjadi ancaman bagi kriptografi setidaknya selama 10 hingga 20 tahun, menurut para ahli. Komputer ini sulit untuk dibuat dan dijalankan. Model yang ada saat ini paling banyak berisi 1.000 qubit, tanpa rute yang jelas untuk menskalakan ke angka yang diperlukan untuk memecahkan sistem enkripsi saat ini.

Namun, seperti halnya teknologi yang sedang berkembang, terobosan mungkin akan selalu ada. Pemerintah dan perusahaan besar mendukung upaya untuk membangun komputer kuantum berskala besar, dan perbaikan terus bermunculan. 

Komputasi kuantum bukanlah ancaman saat ini, tetapi pelaku kejahatan dapat menggunakan metode konvensional untuk memanen data untuk mengantisipasi komputer kuantum yang mumpuni. Dalam strategi yang disebut “panen sekarang, dekripsi nanti” (HNDL), penyerang mungkin sudah mencuri informasi terenkripsi untuk memecahkan kode ketika komputer kuantum skala besar tersedia secara luas.