Sejak awal kemunculannya, komputer kuantum telah memicu berbagai diskusi mengenai potensi perubahan besar dalam dunia teknologi informasi, khususnya dalam hal keamanan siber. Komputer kuantum, dengan kemampuan komputasi yang jauh melampaui kapasitas komputer super (super computer), dilansir dapat memecahkan algoritma enkripsi masa kini dengan sangat cepat sehingga tidak lagi relevan melakukan enkripsi yang menjadi pilar utama dalam melindungi data-data pribadi maupun organisasi. Pakar, akademisi, dan organisasi keamanan dunia lantas berlomba-lomba mengembangkan algoritma enkripsi mutakhir yang jauh lebih kompleks sehingga komputasi komputer quantum juga kewalahan dibuatnya. Algoritma ini sering dikenal dengan sebutan Postquantum Algorithm. Seperti apakah algoritma postquantum ini ?
Baca Juga: Istilah-Istilah dalam Cybersecurity Part 1
Sekilas Tentang Komputer Kuantum
Komputer kuantum, dengan menggunakan prinsip-prinsip mekanika kuantum seperti superposisi dan keterikatan kuantum, dapat memecahkan masalah matematis kompleks dengan cara yang sangat efisien. Berbeda dengan komputer konvensional yang pada satuan terkecil bersifat binary (0 atau 1), qubit (satuan terkecil komputer kuantum) dengan sifat superposisi dapat merepresentasikan lebih dari sekedar 0 atau 1. Hal ini membuat komputer kuantum dapat memproses dan merepresentasikan data jauh lebih efektif dan efisien.
Algoritma seperti Shor’s Algorithm, yang ditemukan oleh matematikawan Peter Shor pada tahun 1994, menunjukkan bahwa komputer kuantum dapat secara signifikan mengurangi waktu yang diperlukan untuk memfaktorkan bilangan besar, sebuah proses yang merupakan dasar dari banyak sistem enkripsi saat ini, seperti RSA (Rivest-Shamir-Adleman).
Komputer kuantum tercepat di dunia saat ini adalah Jiuzhang 3.0, besutan University of Science & Technology China (USTC). Jiuzhang 3.0 didapuk memiliki kecepatan 10 Quadrilion kali lebih cepat dibandingkan dengan komputer super tercepat saat ini Frontier, besutan Hawlett & Packard (HP). Komputasi kompleks yang sama diberikan pada kedua komputer baik Jiuzhang 3.0 dan Frontier. Komputer Jiuzhang 3.0 menyelesaikan komputasi tersebut dalam waktu 1 mikro detik, sedangkan Frontier membutuhkan waktu 20 Miliar Tahun. Lantas bagaimana nasib password-password kita yang kompleksitasnya masih 100 Juta Tahun pada komputer konvensional ?
Postquantum Algorithm: Menjawab Tantangan Keamanan
Menanggapi ancaman ini, pakar, akademisi, dan organisasi keamanan siber dunia telah bekerja keras untuk mengembangkan algoritma enkripsi yang dapat bertahan dalam era komputer kuantum. Inilah yang dikenal sebagai algoritma postquantum atau algoritma kuantum-resisten. Algoritma ini dirancang untuk memiliki kompleksitas yang amat tinggi, sehingga komputer kuantum sekalipun mengalami kesulitan dalam menembusnya.
Pada tahun 2024, National Institute of Standards and Technology (NIST) secara resmi mengesahkan serangkaian algoritma postquantum sebagai standar baru untuk kriptografi. Proses pemilihan ini merupakan hasil dari kompetisi panjang yang dimulai pada tahun 2016, di mana berbagai algoritma diuji untuk ketahanan terhadap ancaman kuantum. NIST memilih beberapa algoritma sebagai bagian dari paket standar mereka, termasuk:
1. Crystals-Kyber
Crystals-Kyber adalah algoritma kriptografi kunci publik yang menggunakan skema enkripsi berbasis lattice. Lattice-based cryptography adalah salah satu metode yang diharapkan dapat menghadapi ancaman dari komputer kuantum karena masalah dasar yang terlibat tidak dapat dipecahkan dengan mudah bahkan oleh komputer kuantum.
2. Crystals-DILITHIUM
Crystals-DILITHIUM adalah algoritma tanda tangan digital yang juga berbasis lattice. Crystals-DILITHIUM dirancang untuk memberikan keamanan tinggi dan efisiensi dalam proses penandatanganan dan verifikasi.
3. SPHINCS+
SPHINCS+ adalah singkatan dari “Stateless Practical Hash-based Incredibly Nice Cryptographic Signature”. Ini merupakan algoritma tanda tangan digital yang tidak bergantung pada kunci publik atau sistem berbasis lattice, melainkan pada teknik hash yang sangat sederhana dan dapat diandalkan. Algoritma ini menggunakan hash function untuk menghasilkan tanda tangan yang aman dan efektif dalam konteks ancaman dari komputer kuantum.
Pemilihan algoritma-algoritma ini menandai langkah penting dalam memastikan bahwa teknologi enkripsi masa depan tetap terjaga dari ancaman yang ditimbulkan oleh kemajuan dalam komputasi kuantum. Implementasi algoritma-algoritma ini akan membutuhkan adaptasi sistem yang ada, tetapi merupakan langkah krusial untuk melindungi data dan komunikasi di era digital yang terus berkembang.
