Panen Sekarang, Dekripsi Nanti: Ancaman Kuantum Dijelaskan

Strategi peretasan “Harvest Now, Decrypt Later” atau “kumpulkan sekarang, dekripsi nanti” didasarkan pada keyakinan bahwa komputasi kuantum yang terjangkau hanya tinggal beberapa tahun lagi. Komputer ini dapat jauh lebih kuat daripada komputer konvensional untuk tugas tertentu, sehingga berpotensi membongkar banyak sistem enkripsi terbaik saat ini. Berikut hal-hal yang perlu Anda ketahui.

Komputer Kuantum Unggul dalam Tugas Tertentu

Komputer kuantum sudah ada dan, dalam kondisi tertentu, lebih kuat daripada superkomputer terbaik di dunia. Lebih tepatnya, keunggulan itu terbatas pada tugas tertentu karena komputer kuantum dapat menjalankan algoritma berskala besar secara paralel. Sebagai contoh, tugas optimasi yang memerlukan waktu berhari-hari pada superkomputer terbaik dapat diselesaikan dalam hitungan menit oleh komputer kuantum.

Tugas seperti pengambilan sampel rangkaian acak diperkirakan membutuhkan lebih dari 47 tahun untuk diselesaikan oleh Frontier, salah satu superkomputer terkemuka. Sistem kuantum disebut menyelesaikan tugas yang sama dalam enam detik. Artikel ini mengaitkannya dengan pencapaian prosesor Sycamore milik Google pada 2019, yang menyelesaikan pengambilan sampel rangkaian acak dalam hitungan detik, sementara menurut perkiraan Google superkomputer klasik akan membutuhkan waktu jauh lebih lama. Namun, tolok ukur ini diperdebatkan, dan perbaikan algoritma klasik telah memperkecil selisihnya.

Harvest Now, Decrypt Later (HNDL): Kumpulkan Sekarang, Dekripsi Nanti

Seiring komputer kuantum menjadi lebih stabil dan terjangkau, teknologi ini membawa sejumlah manfaat sekaligus risiko bagi infrastruktur dan sistem keamanan yang ada. Dalam metode HNDL, penyerang memperoleh salinan data terenkripsi untuk didekripsi di kemudian hari.

Gagasan HNDL mulai mendapat perhatian pada awal 2010-an, ketika mata uang kripto dan protokol canggih lainnya mulai berkembang. Sistem tersebut menggunakan metode enkripsi yang mengandalkan persoalan matematika kompleks, yang membutuhkan waktu sangat lama untuk dipecahkan dengan teknologi saat ini.

Namun, peretas HNDL tidak bertujuan memecahkan enkripsi sekarang. Mereka menyimpan data hingga komputer kuantum tersedia secara luas. Strategi ini memungkinkan mereka memanfaatkan algoritma seperti algoritma Shor untuk membongkar metode enkripsi utama, termasuk kriptografi kurva eliptik (ECC) dan RSA.

Algoritma Shor

Inti kemampuan tersebut adalah algoritma Shor, yang diciptakan Peter Shor pada 1994 untuk memfaktorkan bilangan bulat besar menggunakan sistem kuantum. Kemampuan ini memungkinkan sistem kuantum memecahkan metode enkripsi konvensional dengan sangat cepat, sementara komputer biasa dapat memerlukan puluhan tahun. Dengan demikian, metode seperti enkripsi RSA dapat menjadi usang.

Edward Snowden

Pengungkapan awal mengenai strategi ini muncul pada 2013, ketika Edward Snowden meninggalkan AS karena mengkhawatirkan keselamatannya setelah mengungkap luasnya pengawasan NSA terhadap warga sipil. Dokumennya menjelaskan bagaimana organisasi tersebut secara rutin mengambil data terenkripsi dengan tujuan menggunakan teknologi masa depan untuk memecahkan enkripsinya.

Sumber: Freedom of the Press

Konsep ini semakin mendapat perhatian ketika pakar kriptografi Michele Mosca dan sejumlah ahli lain membahas bagaimana komputer kuantum dapat membuat enkripsi perdagangan elektronik saat ini menjadi usang. Kekhawatiran tersebut, bersama terobosan komputasi kuantum terbaru, mendorong pemerintah dan perusahaan menyusun strategi migrasi darurat.

Risikonya Nyata dan Sudah Ada Saat Ini

Karena sifat teknis serangan HNDL, statistik yang andal sulit diperoleh, tetapi risikonya tetap besar. Menurut survei Deloitte, HNDL seharusnya menjadi perhatian utama perusahaan atau organisasi yang menyimpan data sangat sensitif dengan masa kerahasiaan panjang.

Jenis Data yang Rentan

Untuk memahami bahaya metode ini, perhatikan jenis data yang menjadi sasarannya. Peretas tidak mencari informasi yang hanya bernilai dalam jangka pendek. Fokus mereka adalah informasi penting berumur panjang, seperti data keuangan dan kesehatan yang diatur oleh regulasi.

Laporan penggunaan metode ini terhadap kekayaan intelektual, rahasia dagang perusahaan, program pemerintah, dan strategi pertahanan juga bertambah. Semua informasi tersebut tetap bernilai seiring waktu, bahkan sebagian dapat menjadi semakin relevan.

Q-Day

Para peretas ini menunggu Q-Day, yakni titik ketika komputer kuantum mampu memecahkan hampir semua metode enkripsi lama. Titik balik hipotetis ini bergantung pada komputer kuantum yang relevan secara kriptografis (CRQC), dengan fungsi qubit stabil yang mampu memecahkan algoritma kriptografi asimetris.

Menurut sejumlah analis, Q-Day semakin mendekati kenyataan. Sebagian memperkirakannya dapat terjadi tahun ini, sedangkan yang lain meyakini perusahaan dan pemerintah masih memiliki satu dekade untuk bersiap. Namun, mereka menilai perkiraan awal yang menempatkan Q-Day pada 2050-an terlalu optimistis.

Mengapa HNDL Merupakan Ancaman Nyata

Saat ini, komputer kuantum masih sangat langka dan mahal untuk dipelihara. Karena itu, perangkat ini hanya tersedia bagi negara dengan fasilitas pendidikan dan lembaga maju yang mampu memenuhi kebutuhan operasionalnya.

Namun, seiring kemajuan teknologi dan turunnya biaya pemeliharaan, semakin banyak negara dan organisasi akan membeli serta mengoperasikan perangkat kuantum. Peretas yang didukung negara menyadari hal ini dan meningkatkan pencurian data terenkripsi berumur panjang. Sayangnya, pencurian untuk HNDL dapat tidak disadari hingga data tersebut akhirnya didekripsi.

Para insinyur telah mengembangkan beberapa cara untuk mempercepat deteksi penyusupan, termasuk memantau volume pengeluaran data yang tidak wajar. Meski demikian, sulit memastikan data apa saja yang sudah dicuri dan sedang disimpan untuk diakses di masa depan.

Cara Melindungi Data Anda

Dengan pesatnya perkembangan perangkat ini dan rencana perluasan akses pada akhir dekade, organisasi dan bisnis perlu mempelajari cara tetap terlindungi. Salah satu langkah pertama adalah menginventarisasi seluruh aset kriptografi mereka.

Kriptografi Pasca-Kuantum (PQC)

Inventarisasi memungkinkan Anda menyusun daftar aset yang perlu dimigrasikan ke kriptografi pasca-kuantum (PQC). Daftar ini harus mencatat aset beserta kriptografi yang digunakannya, jangka waktu perlindungan, dan jalur paparan risiko dengan mempertimbangkan perkembangan komputer kuantum.

Perusahaan dapat menggunakan metrik seperti sistem skor HNDL untuk mengidentifikasi data yang paling berisiko. Penilaian tersebut kemudian perlu dibandingkan dengan informasi peretasan terkini agar data yang berharga dan paling diincar tetap menjadi prioritas. Tujuannya adalah memastikan perusahaan menggunakan enkripsi dengan masa perlindungan lebih dari sepuluh tahun.

Standar PQC NIST

National Institute of Standards and Technology (NIST) didirikan pada 1901 sebagai badan di bawah Departemen Perdagangan AS. Tujuannya adalah membuat standar yang mendorong inovasi sekaligus mempertahankan perlindungan konsumen dan keamanan.

Salah satu peran utamanya adalah menetapkan standar keamanan bagi industri teknologi melalui inisiatif Cybersecurity Framework (CSF). Kerangka ini menjadi panduan penting bagi perusahaan yang ingin tetap aman di masa depan komputasi kuantum.

Sebagai contoh, NIST telah memperkenalkan beberapa standar kriptografi pasca-kuantum, yaitu FIPS 203–205 yang mencakup ML-KEM, ML-DSA, dan SLH-DSA. Metode ini telah menjalani pengujian terhadap ancaman kuantum untuk menilai ketahanannya terhadap serangan di masa depan.

Komputer Kuantum yang Relevan secara Kriptografis

Istilah Cryptographically Relevant Quantum Computer (CRQC) mengacu pada sistem dengan kemampuan kuantum yang toleran terhadap kesalahan dan dapat menjalankan algoritma Shor dalam skala besar. Perangkat semacam ini masih membutuhkan pengembangan lebih lanjut.

Para insinyur terus berupaya mengatasi hambatan teknis sebelum CRQC dapat dipasarkan. Sebagai contoh, perangkat ini harus mendukung ribuan qubit logis. Hal itu tidak mudah: qubit logis dibangun dari jutaan qubit fisik menggunakan kode koreksi kesalahan untuk mengatasi dekoherensi.

Dekoherensi masih menjadi kendala utama dalam desain komputer kuantum. Namun, sejumlah terobosan baru berpotensi membantu mewujudkan perangkat tersebut dalam lima tahun mendatang.

Negara Mana yang Melakukan Operasi HNDL?

Banyak negara diduga menjalankan operasi HNDL. Edward Snowden mengungkap bahwa lembaga-lembaga AS telah menggunakan metode ini selama bertahun-tahun untuk mengumpulkan informasi yang kelak dapat dipakai melacak atau mengelompokkan warga AS.

Tiongkok, Rusia, dan Korea Utara

Tiongkok, Rusia, dan Korea Utara juga diduga terlibat dalam operasi HNDL terhadap negara lain. Dalam salah satu kasus, Tiongkok dituduh mencuri kekayaan intelektual perusahaan pertahanan, sehingga memperoleh data dalam jumlah besar yang suatu hari dapat didekripsi.

Mata Uang Kripto

Sektor blockchain khususnya telah banyak berupaya mempersiapkan diri menghadapi Q-Day. Komputer kuantum berpotensi memecahkan kriptografi kurva eliptik yang digunakan ECDSA, salah satu unsur inti proyek besar seperti Bitcoin dan Ethereum.

Salah satu masalah utamanya adalah potensi komputer kuantum untuk menggunakan kunci publik yang telah terekspos guna memperoleh kunci privat dalam hitungan menit. Komputer konvensional memerlukan puluhan tahun atau lebih untuk tugas itu. Karena itu, sejumlah proyek mulai mengintegrasikan perlindungan kuantum.

Cara Blockchain Mencegah Serangan Kuantum

Blockchain dapat memperkuat pertahanannya terhadap peretasan kuantum dengan beberapa cara. Sejumlah proyek telah mengintegrasikan perlindungan tersebut; Quantum Resistant Ledger menjadi mata uang kripto pertama yang melakukannya pada 2018.

Blockchain ini mengintegrasikan sejumlah teknologi, termasuk sistem tanda tangan berbasis hash yang disetujui NIST. Proyek tersebut menggunakan XMSS (eXtended Merkle Signature Scheme) untuk memberikan perlindungan.

Bagaimana dengan Proyek Konvensional seperti Bitcoin?

Sebagian besar blockchain saat ini belum memiliki perlindungan kuantum, sehingga perlu melakukan perubahan yang lebih mendasar. Perubahan tersebut akan memerlukan hard fork karena mengubah algoritma inti proyek.

Bitcoin Core Cenderung Menolak Perubahan Konsensus

Pengembang Bitcoin Core dikenal ingin mempertahankan algoritma konsensus demi stabilitas, kesepakatan jaringan, dan kompatibilitas ke belakang. Meski penolakan terhadap hard fork kuat, usulan perlindungan kuantum telah muncul, dan bahkan terdapat hard fork yang telah dilakukan.

Risiko terhadap Keamanan Nasional

Semakin banyak analis keamanan memperingatkan risiko serangan HNDL di tingkat pemerintahan tertinggi. Pembicaraan diplomatik, operasi militer terdahulu, jaringan rahasia, hingga rancangan pertahanan dapat tersebar luas setelah Q-Day.

Teknologi ini berpotensi mengungkap rahasia yang berhasil dilindungi pemerintah selama puluhan tahun, termasuk mendekripsi transaksi pemerintah yang bersifat rahasia serta operasi keuangan sangat sensitif lainnya.

Berapa Lama Waktu untuk Mempersiapkan Q-Day?

Belum ada tanggal pasti kapan pengembang akan menghasilkan CRQC yang berfungsi, dan prediksi analis berbeda-beda. Pada sisi yang lebih konservatif, mayoritas ahli memperkirakannya setelah 2035. Proyeksi ini sejalan dengan peta pengembangan skala IBM.

Di sisi lain, sebagian meyakini teknologi tersebut dapat terwujud dalam lima tahun mendatang, dengan dampak luas terasa pada awal 2030-an. Mereka menunjuk terobosan terbaru yang menghasilkan qubit lebih stabil dan chip lebih kuat.

Perusahaan yang Memimpin Migrasi Keamanan Pasca-Kuantum

Semakin banyak organisasi dan perusahaan mengambil inisiatif untuk mencegah peretasan kuantum di masa depan. Mereka mengeluarkan dana besar untuk meneliti dan menguji sistem, demi mencegah kerugian miliaran dolar kelak.

IBM

IBM (IBM ) tetap menjadi pelopor sistem kuantum yang toleran terhadap kesalahan. Perusahaan ini mengembangkan alat pengelolaan enkripsi otomatis seperti Guardium Cryptography Manager untuk mencegah serangan di masa depan. IBM juga berkomitmen mencapai keselarasan penuh dengan standar PQC NIST pada akhir 2026.

IBM memiliki keunggulan karena aktif mengembangkan komputasi kuantum sehingga memperoleh wawasan langsung. Perusahaan telah mulai menguji sistem Condor dengan 1.121 qubit. Setiap generasi chip menambah jumlah qubit dan membawa Q-Day semakin dekat.

IBM memperkirakan chip Blue Jay akan mencapai 2.000 qubit logis. Jumlah ini hanya berjarak 372 qubit logis dari batas Shor untuk RSA-2048, sehingga berpotensi menjadikannya CRQC pertama.

HNDL: Apakah Kita Perlu Khawatir?

Ya, kemungkinan komputer kuantum membongkar sistem enkripsi yang telah dikembangkan selama berabad-abad dalam waktu singkat merupakan persoalan nyata yang patut diperhatikan. Namun, masih banyak hambatan teknis yang harus diatasi sebelum kemampuan itu tercapai. Berdasarkan perkiraan yang digunakan dalam artikel ini, tersedia setidaknya lima tahun untuk menyiapkan basis data agar tahan terhadap ancaman kuantum.

Pelajari perkembangan komputasi menarik lainnya di sini.