Иллюстрированный самоучитель по защите информации

Длина секретного ключа

Биотехнология

Предположим такую ситуацию: с использованием генной инженерии удалось вывести особую породу травоядных динозавров. Их нарекли "криптозаврами", поскольку они состоят из клеток, которые могут проверять криптографические ключи. Шифрованный и соответствующий открытый текст передаются в клетки криптозавра с помощью магнитооптических средств. Найденный ключ выводится специальными клетками, способными перемещаться в пределах тела криптозавра. Поскольку динозавр в среднем состоит из 2¹⁴ клеток, то при условии, что каждая из них успевает проверить 1 миллион ключей в секунду, на поиск 64-битного ключа уйдет не более 1 с.

Для этой же цели можно использовать клетки морских водорослей. Например, на площади в 500 км² и на глубине в I м их можно разместить в количестве 10²³. Если каждая из них будет обрабатывать 1 млн ключей в секунду, то 128-битный ключ будет вскрыт менее чем за сотню лет. Шифрованный и открытый тексты передаются водорослям с помощью спутника, а сигналом о нахождении искомого ключа служит изменение окраски водорослей вокруг клетки, отыскавшей этот ключ. За советами по разведению морских водорослей криптоаналитики могут обратиться на биологический факультет ближайшего университета.

Термодинамические ограничения

Из второго закона термодинамики следует, что для записи одного бита информации путем соответствующего изменения состояния среды требуется не менее kТ эрг энергии, где k- постоянная Больцмана и Т- температура системы. Учитывая, что температура Вселенной составляет 3.2° по Кельвину, для изменения одного бита информации компьютеру понадобится не менее 4.4·10^-16 эрг энергии. Уменьшение температуры среды ниже уровня температуры Вселенной потребует дополнительных затрат энергии и поэтому не имеет особого смысла.

За год вся энергия, излучаемая Солнцем, составляет 1.21·10^-41 эрг. Ее хватит, чтобы произвести 2.7·10⁵⁶ записей одного бита информации, что эквивалентно прогону 187-битного счетчика через все возможные состояния. Если наше довольно "прохладное" Солнце заменить сверхновой звездой, то счетчик можно сделать 219-битным.

Сказанное означает, что атака методом тотального перебора против криптосистемы с 256-битным ключом энергетически неосуществима до тех пор, пока компьютеры являются объектами материального мира и их функционирование подчиняется его законам, в частности – второму закону термодинамики.