Các nhà khoa học vừa tạo ra con chip mã hóa không thể bẻ khóa đầu tiên trên thế giới, chấp luôn cả máy tính lượng tử

Các nhà khoa học vừa phát triển thành công một phương pháp mã hóa ‘hoàn toàn không thể bẻ khóa’ đầu tiên trên thế giới, với mức độ bảo mật có thể khiến các phương pháp bẻ khóa hàng đầu hiện nay cũng phải bó tay. Đáng chú ý, phương pháp vừa được phát triển này thậm chí còn có khả năng ngăn chặn các mối đe dọa từ máy tính lượng tử - thành tựu công nghệ mới nhất của loài người.

Đây là kết quả thu được sau nhiều năm nghiên cứu của một nhóm nhà khoa học tại Đại học St Andrews (Scotland), kết hợp cùng với các đồng nghiệp quốc tế tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST). Công trình nghiên cứu này được đăng tải trên tạp chí khoa học Nature vào 20/12 vừa qua, vốn được cho là sẽ tăng cường khả năng bảo mật trong việc truyền dẫn thông tin.

Phương pháp mã hóa mới này không hề sử dụng các đoạn mã lập trình hay phần mềm để bảo mật

Tiến sĩ Al Cruz, tác giả công trình nghiên cứu cho biết, nhóm nghiên cứu đã phát triển một con chip silicon đặc biệt vốn ứng dụng các quy tắc vật lý tự nhiên, bao gồm thuyết hỗn mang (Chaos Theory) và định luật thứ hai của nhiệt động lực học, để tăng cường khả năng mã hóa.

Ban đầu, những dữ liệu cần được mã hóa như thông tin kỹ thuật số  sẽ được lưu trữ dưới dạng ánh sáng. Sau đó, những ánh sáng có chứa dữ liệu này  sẽ được truyền qua con chip silicon, vốn được thiết kế đặc biệt chứa các cấu trúc phức tạp có thể bẻ cong và khúc xạ ánh sáng, qua đó làm xáo trộn thông tin chứa bên trong ánh sáng.

Mặc dù thừa nhận "không có loại mật mã nào là không thể bẻ khóa được", tiến sĩ Al Cruz khẳng định, việc sử dụng các quy tắc vật lý để bảo mật giúp phương pháp mã hóa này ‘vô đối’ hơn nhiều so với các phương pháp trước đây.

"Tất cả chỉ là phần cứng và vật lý", tiến sĩ Cruz nói. "Nếu muốn bẻ khóa, bạn bắt buộc phải có bằng giáo sư về nghiên cứu vật lý để có hiểu được những gì xảy ra bên trong con chip này".

Đương nhiên, phương pháp mã hóa vừa được phát triển hoàn toàn ‘miễn nhiễm’ với các phương pháp bẻ khóa truyền thống, do chúng không có phần mềm hay các đoạn mã lập trình để hacker có thể thao tác hay can thiệp. Trong khi đó, các mật mã được tạo ra bởi con chip silicon, vốn được sử dụng để mở khóa từng tin nhắn, không bao giờ được lưu trữ cũng như không thể can thiệp qua tin nhắn.

Kể cả khi những kẻ có ý đồ xấu chiếm được quyền truy cập vật lý vào con chip, sau đó tiến hành sao chép hay chỉnh sửa lại các linh kiện cấu thành bên trong, những tác động này chỉ có thể ngăn được cơ chế bảo mật dừng hoạt động, nhưng không thể hé lộ được mật mã.

Máy tính lượng tử được cho là có khả năng bẻ khóa mọi phương pháp mã hóa hiện nay

Đáng chú ý, công nghệ mã hóa mới này cũng được ca ngợi là có khả năng ngăn chặn mối đe dọa của máy tính lượng tử, đồng thời có thể sử dụng trong các hệ thống liên lạc sẵn có. Mặc dù việc phát triển các máy tính lượng tử vẫn đang trong giai đoạn sơ khai, các chuyên gia an ninh đã lên tiếng cảnh báo về việc các nhóm hacker mạng có thể đã lưu trữ thông tin để tấn công ngay khi máy tính lượng tử dần được ứng dụng trong thực tế. 

"Với sự ra đời của các siêu máy tính lượng tử có khả năng tính toán cực kỳ mạnh mẽ, tất cả các mã hóa hiện tại sẽ bị phá vỡ trong một thời gian rất ngắn", Tiến sĩ Andrea Frirthocchi, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cảnh báo. "Do vậy, chúng ta cần phát triển các phương pháp mã hóa mạnh mẽ hơn để đối chọi lại".

"Kỹ thuật mới này hoàn toàn không thể bị bẻ khóa, như chúng tôi đã trình bày rõ ràng trong báo cáo của mình", giáo sư Andrea di Falco của Trường Vật lý và Thiên văn học tại Đại học St. Andrew, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. "Phương pháp này có thể được sử dụng để tăng tính bảo mật trong việc truyền dẫn thông tin liên lạc giữa các người dùng ở bất kỳ khoảng cách nào, với tốc độ cực nhanh tiệm cận tới giới hạn của tốc độ ánh sáng"