How quantum physics can make encryption stronger | Vikram Sharma

Translator: Seema Sahu

Recently, we've seen the effects of cyber attacks on the business world.

हाल ही में, हमने व्यापार जगत पर साइबर हमलों का प्रभाव देखा।

Data breaches at companies like JP Morgan, Yahoo, Home Depot and Target

कंपनियों जैसे जे पी मॉर्गन, याहू, होम डिपो और टारगेट में डाटा विच्छेद

have caused losses of hundreds of millions

लाखों में सैकङों को हानि पहुँचाया है

and in some cases, billions of dollars.

और कुछ मामलों में, अरबों डॉलर को।

It wouldn't take many large attacks to ravage the world economy.

अधिक हमलों की ज़रूरत नहीं लगेंगे विश्व अर्थव्यवस्था को तबाह करने के लिए ।

और न तो सार्वजानिक क्षेत्र प्रतिरक्षित हैं।

And the public sector has not been immune, either.

In 2012 to 2014,

२०१२ से २०१४ में,

there was a significant data breach at the US Office of Personnel Management.

यहाँ पर महत्वपूर्ण डाटा उल्लंघन यू एस कार्मिक प्रबंधन कार्यालय में हुए थे।

Security clearance and fingerprint data was compromised,

सुरक्षा मंज़ूरी और फिंगरप्रिंट डाटा से समझौते किये गए थे,

affecting 22 million employees.

इसने २२ लाख कर्मचारियों को प्रभावित किया था।

And you may have heard of the attempt by state-sponsored hackers

और आपने शायद राज्य प्रयोजित हैकर्स के द्वारा हमलों के बारे में सुना होगा।

to use stolen data to influence election outcomes in a number of countries.

कई देशों में चुराए गए डाटा द्वारा चुनाव परिणामों को प्रभावित करना।

Two recent examples are the compromise of a large amount of data

हाल में दो उदाहरण हैं डाटा के बड़े मात्रा में समझौतों के

from the Bundestag, the national Parliament of Germany,

बुँदेस्टाग से, जर्मनी की राष्ट्रीय संसद,

and the theft of emails from the US Democratic National Committee.

और ईमेल की चोरियां यू एस डेमोक्रेटिक राष्ट्रीय समिति से।

The cyber threat is now affecting our democratic processes.

साइबर हमले अब हमारे लोकतान्त्रिक प्रकियाओं को प्रभावित कर रहे हैं।

And it's likely to get worse.

और इसके अधिक बदत्तर होने की सम्भावना है।

As computer technology is becoming more powerful,

जैसे कंप्यूटर प्रौद्योगिकी अधिक शक्तिशाली होते जा रही है,

the systems we use to protect our data are becoming more vulnerable.

प्रणालियाँ जो डाटा सुरक्षित रखने के लिए उपयोग करते हैं वो कमज़ोर होतीं जा रही हैं।

इस सोच में जोड़ना एक नयी प्रकार की गणितीय प्रौद्योगिकी है,

Adding to the concern is a new type of computing technology,

called quantum computing,

इसे क्वांटम गणित कहते हैं,

which leverages microscopic properties of nature

जो प्रकृति के सूक्ष्मदर्शी गुणों का लाभ उठाता है

to deliver unimaginable increases in computational power.

गणितीय शक्तियों में अकल्पनीय वृद्धि प्रदान करने के लिए।

It's so powerful that it will crack many of the encryption systems

यह इतना शक्तिशाली है कि कई एन्क्रिप्शन प्रणालियों को तोड़ देगा।

that we use today.

जो हम आज उपयोग करते हैं।

So is the situation hopeless?

तो क्या स्थिति निराशावादी है?

Should we start packing our digital survival gear

क्या हमें अपने डिजिटल जीविता गियर पैकिंग शुरू कर देनी चाहिए

and prepare for an upcoming data apocalypse?

और आने वाले डाटा सर्वनाश के लिए तैयार हो जाना चाहिए?

I would say, not yet.

मैं कहना चाहूंगा, अभी नहीं।

Quantum computing is still in the labs,

क्वांटम कंप्यूटिंग अब प्रयोगशाला में है,

and it will take a few years until it's put to practical applications.

और इसमें कुछ साल लगेंगे जब तक इसे व्यावहारिक प्रयोगों डाला दिया जाता है।

More important,

सबसे महत्वपूर्ण,

there have been major breakthroughs in the field of encryption.

एन्क्रिप्शन के क्षेत्र में बड़ी सफलताएं मिली हैं।

For me, this is a particularly exciting time

मेरे लिए, यह मुख्य रूप से रोमांचक समय है

in the history of secure communications.

सुरक्षित सम्प्रेक्षण के इतिहास में।

About 15 years ago,

लगभग १५ पहले,

when I learned of our new-found ability

जब मैंने नयी पायी हुई क्षमता के बारे में सीखा

to create quantum effects that don't exist in nature,

क्वांटम प्रभाव उत्पन्न करने के लिए जो प्रकृति में मौजूद ही नहीं है,

I was excited.

मैं रोमांचित था।

The idea of applying the fundamental laws of physics

भौतिकी के मूल सिद्धांतों को लागू करने का विचार

to make encryption stronger

एन्क्रिप्शन को मज़बूत बनाने के लिए

really intrigued me.

सच में मुझे चिंतित कर दिया।

Today, a select groups of companies and labs around the world, including mine,

आज,दुनिया भर में एक चुनी हुई कंपनियों के समूह और प्रयोगशाला, मेरे सहित

are maturing this technology for practical applications.

इस प्रौद्योगिकी को व्यावहारिक रूप से लागू करने के लिए परिपक्व कर रहे हैं।

That's right.

यह सही है।

We are now preparing to fight quantum with quantum.

हम अब क्वांटम की लड़ाई की तैयारी कर रहे हैं क्वांटम से

So how does this all work?

तो फिर ये सब कैसे कार्य करता है ?

Well, first, let's take a quick tour of the world of encryption.

खैर,पहले,चलिए एन्क्रिप्शन की दुनिया का एक त्वरित दौरा करते हैं।

For that, you'll need a briefcase,

इसके लिए, आपको एक ब्रीफ़केस की ज़रूरत पड़ेगी,

some important documents that you want to send your friend, James Bond,

कुछ ज़रूरी दस्तावेज़ जो आप भेजना चाहते हैं अपने मित्र, जेम्स बांड को,

and a lock to keep it all safe.

और एक लॉक इन सबको सुरक्षित रखने के लिए।

Because the documents are top secret, we're going to use an advanced briefcase.

क्योंकि ये दस्तावेज़ बहुत गोपनीय हैं, हम एक उन्नत ब्रीफकेस का उपयोग करेंगे।

It has a special combination lock

इसमें एक विशेष मेल का लॉक है

which, when closed,

जो, जब बंद हो,

converts all the text in the documents to random numbers.

दस्तावेज़ के सभी टेक्स्ट को क्रमरहित अंको में बदल देता है।

So you put your documents inside, close the lock --

तो आप अपने दस्तावेज़ अंदर रखते हैं, लॉक बंद करते हैं--

at which point in time the documents get converted to random numbers --

इस बिंदु पर समय में दस्तावेज़ क्रमरहित अंकों में बदल जाता है --

and you send the briefcase to James.

और आपने ब्रीफ़केस जेम्स बांड को भेज दिया।

While it's on its way, you call him to give him the code.

जब यह अपने रास्ते पर होगा, आप उसे कोड देने के लिए कॉल करेंगे।

When he gets the briefcase, he enters the code,

जब वह ब्रीफ़केस प्राप्त करेगा, वह कोड डालेगा

the documents get unscrambled, and voilà,

दस्तावेज़ सुलझ जायेंगे और वोइला,

you've just sent an encoded message to James Bond.

आपने बस एक एनकोडेड सुचना जेम्स बांड को भेज दिया।

(Laughter)

(हँसी)

A fun example, but it does illustrate three things important for encryption.

एक मज़ेदार उदाहरण, पर यह एन्क्रिप्शन के तीन महत्वपूर्ण चीज़ें ज़रूर प्रदर्शित करता है।

The code -- we call this an encryption key.

कोड -- हम इसे एन्क्रिप्शन कुंजी कहते हैं।

You can think of it as a password.

आप इसे एक पासवर्ड सोच सकते हैं।

The call to James to give him the code for the combination lock.

जेम्स को मेल लॉक का कोड देने के लिए किया गया कॉल।

We call this key exchange.

हम इसे खास विनिमय कहते हैं।

This is how you ensure

इस प्रकार आप सुनिश्चित करते है

you get the encryption key securely to the right place.

आपने एन्क्रिप्शन कुंजी सुरक्षित रूप से सही स्थान पर दे दी है।

और लॉक, जो दस्तावेज़ को एनकोड और डिकोड करता है।

And the lock, which encodes and decodes the document.

We call this an encryption algorithm.

हम इसे एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म कहते हैं।

Using the key, it encodes the text in the documents

कुंजी का उपयोग, यह दस्तावेज़ों के टेक्स्ट को एनकोड करता है

to random numbers.

क्रमरहित अंको में।

A good algorithm will encode in such a way

एक अच्छा एल्गोरिथ्म इस प्रकार एनकोड करता है

that without the key it's very difficult to unscramble.

कि कुंजी के बिना इसे सुलझाना बहुत कठिन है।

क्या है जो एन्क्रिप्शन को महत्वपूर्ण बनाता है

What makes encryption so important

is that if someone were to capture the briefcase and cut it open

ये कि यदि किसी ने ब्रीफ़केस को पकड़ लिया और खोल दिया

without the encryption key and the encryption algorithm,

बिना एन्क्रिप्शन कुंजी और एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म के,

they wouldn't be able to read the documents.

वे दस्तावेज़ पढ़ने योग्य नहीं होंगे।

They would look like nothing more than a bunch of random numbers.

वे कुछ क्रम रहित अंकों के समूह से अधिक कुछ नहीं दिखेंगे।

अधिकांश सुरक्षा प्रणलियाँ कुंजी विनिमय के सुरक्षा तरीके पर निर्भर करते हैं

Most security systems rely on a secure method for key exchange

to communicate the encryption key to the right place.

एन्क्रिप्शन कुंजी को सही स्थान पर सूचित करने के लिए।

However, rapid increases in computational power

हालांकि, गणना शक्ति में तीव्र वृद्धि

are putting at risk a number of the key exchange methods we have today.

आज के कुंजी विनिमय के तरीकों को खतरों में डाल रहे हैं।

Consider one of the very widely used systems today -- RSA.

विचार करें आज के व्यापक रूप से उपयोग होने वाले प्रणालियों पर -- आर एस ए

When it was invented, in 1977,

१९७७ में , जब यह खोजा गया था,

it was estimated that it would take 40 quadrillion years

यह अनुमान लगाया गया था कि इसे लगेंगे ४० करोड़ शंख वर्ष

to break a 426-bit RSA key.

४२६-बिट आर एस ए कुंजी तोड़ने में।

१९९४ में, केवल १७ वर्षों बाद,

In 1994, just 17 years later,

the code was broken.

कोड तोड़ दिया गया।

जब कंप्यूटर अधिक और अधिक शक्तिशाली हो गए हैं,

As computers have become more and more powerful,

we've had to use larger and larger codes.

हमें बड़े से बड़े कोड उपयोग करने पड़े।

आज हम नियमित रूप से २०४८ या ४०९६ बिट्स उपयोग करते हैं।

Today we routinely use 2048 or 4096 bits.

As you can see, code makers and breakers are engaged in an ongoing battle

जैसे कि आप देख सकते हैं, कोड बनाने और तोड़ने वाले एक चलती हुई लड़ाई में लगे हैं

to outwit each other.

एक दूसरे को हराने के लिए।

और जब क्वांटम कम्प्यूटर्स आएंगे अगले १० से १५ वर्षों में,

And when quantum computers arrive in the next 10 to 15 years,

they will even more rapidly crack the complex mathematics

वे बल्कि और भी अधिक तीव्रता से जटिल गणित तोड़ सकते हैं

that underlies many of our encryption systems today.

जो आज हमारे कई एन्क्रिप्शन प्रणालियों को रेखांकित करता है।

निश्चित ही, क्वांटम कंप्यूटर हमारे वर्तमान सुरक्षा किले को बदल देगा

Indeed, the quantum computer is likely to turn our present security castle

into a mere house of cards.

केवल ताश के पत्तों में।

हमें अपने किले के बचाव के लिए रास्ते ढूंढने होंगे।

We have to find a way to defend our castle.

यहाँ हाल के वर्षों में एक अनुसन्धान की बढ़ती हुई संस्था है

There's been a growing body of research in recent years

looking at using quantum effects to make encryption stronger.

जो क्वांटम प्रभावों का प्रयोग एन्क्रिप्शन मज़बूत बनाने लिए देख रही है।

And there have been some exciting breakthroughs.

और यहाँ पर कुछ रोमांचक सफलताएँ हैं।

Remember those three things important for encryption --

याद कीजिये वो एन्क्रिप्शन की तीन महत्वपूर्ण चीज़ें --

high-quality keys, secure key exchange and a strong algorithm?

उच्च-गुणवत्ता कुंजी, सुरक्षित कुंजी विनिमय और एक मज़बूत एल्गोरिथ्म?

Well, advances in science and engineering

खैर,विज्ञान और अभियांत्रिकी में उन्नति

are putting two of those three elements at risk.

उन तीन में से दो तत्वों को खतरे में डालती है।

First of all, those keys.

सबसे पहले, वे कुंजियाँ।

क्रमरहित अंक एन्क्रिप्शन कुंजी के मौलिक निर्माण खंड हैं।

Random numbers are the foundational building blocks of encryption keys.

But today, they're not truly random.

परंतु आज, वे सच में क्रमरहित नहीं हैं।

Currently, we construct encryption keys

वर्तमान में, हम एन्क्रिप्शन कुंजी बनाते हैं

from sequences of random numbers generated from software,

सॉफ्टवेयर जनित क्रमरहित अंकों के क्रम से,

so-called pseudo-random numbers.

तथाकथित छद्दम क्रमरहित अंक।

Numbers generated by a program or a mathematical recipe

अंक एक प्रोग्राम और गणितीय रेसिपी द्वारा जनित होते हैं

will have some, perhaps subtle, pattern to them.

जिनमे उनके कुछ, शायद सूक्ष्म, पैटर्न होंगे।

The less random the numbers are,

जितने कम क्रमरहित अंक हैं,

or in scientific terms, the less entropy they contain,

या वैज्ञानिक भाषा में, उतनी कम एन्ट्रापी उनमे होगी,

the easier they are to predict.

उतने ही आसानी से वे ज्ञात किये जा सकेंगे।

Recently, several casinos have been victims of a creative attack.

हाल ही में, कई कैसिनो रचनात्मक हमलों के पीड़ित हुए हैं।

The output of slot machines was recorded over a period of time

स्लॉट मशीनों के उत्पाद एक समय पर रिकॉर्ड किये गए थे

and then analyzed.

और फिर विश्लेषित किये गए।

This allowed the cyber criminals

इसने साइबर अपराधियों को अनुमति दी

to reverse engineer the pseudo-random number generator

छद्म क्रमरहित अंक जनरेटर के अभियांत्रिक को उलटने की

behind the spinning wheels.

स्पिनिंग पहियों के पीछे।

And allowed them, with high accuracy, to predict the spins of the wheels,

और उन्हें अनुमति दी, पहियों के घूमने की उच्च सटीकता के साथ अनुमान लगाने की,

enabling them to make big financial gains.

उन्हें बड़े वित्तीय लाभ बनाने योग्य कर दिया।

एन्क्रिप्शन कुंजी पर भी ऐसा ही खतरा लागू होता है।

Similar risks apply to encryption keys.

So having a true random number generator is essential for secure encryption.

इसलिए एक वास्तविक क्रमरहित अंक जनरेटर ज़रूरी है सुरक्षित एन्क्रिप्शन के लिए।

वर्षों से, रिसर्चर वास्तव क्रमरहित अंक जनरेटर बनाने देख रहे हैं।

For years, researchers have been looking at building true random number generators.

But most designs to date are either not random enough,

परन्तु आज के दिनाँक तक अधिकांश डिज़ाइन या तो काफी क्रमरहित नहीं हैं,

fast enough or aren't easily repeatable.

पर्याप्त तेज़ या आसानी से दोहराने योग्य नहीं हैं।

परन्तु क्वांटम की दुनिया वास्तव में क्रमरहित है।

But the quantum world is truly random.

So it makes sense to take advantage of this intrinsic randomness.

इसलिए इस आंतरिक याक्षिकता का लाभ लेना समझ आता है।

उपकरण जो क्वांटम प्रभावों को माप सकते हैं

Devices that can measure quantum effects

can produce an endless stream of random numbers at high speed.

ऊँची तेज़ी पर क्रमरहित अंकों का एक अंतहीन स्ट्रीम उत्पन्न किया जा सकता है।

Foiling all those would-be casino criminals.

उन सभी को विफल करना कैसिनो -अपराधी होगा।

दुनिया भर में एक चुने हुए विश्वविद्यालय और कंपनियों के समूह

A select group of universities and companies around the world

are focused on building true random number generators.

वास्तविक क्रमरहित अंक जनरेटर निर्माण पर केंद्रित हैं।

At my company, our quantum random number generator

मेरी कंपनी में, हमारे क्वांटम क्रमरहित अंक जनरेटर ने

started life on a two meter by one meter optic table.

जीवन शुरुआत किया एक दो मीटर बाय एक मीटर के ऑप्टिक टेबल पर।

फिर हम उसे एक सर्वर साइज़ बॉक्स में कम करने योग्य हुए थे।

We were then able to reduce it to a server-size box.

Today, it's miniaturized into a PCI card that plugs into a standard computer.

आज, यह एक PCI कार्ड में छोटा हो गया है जो स्टैण्डर्ड कंप्यूटर में प्लग होता है।

यह दुनिया का सबसे तेज़ वास्तव क्रमरहित अंक जनरेटर है।

This is the world's fastest true random number generator.

यह क्वांटम प्रभावों को मापता जो एक अरब क्रमरहित अंक प्रति सेकंड उत्पादित करती हैं

It measures quantum effects to produce a billion random numbers per second.

And it's in use today to improve security

और यह आज सुरक्षा बेहतर करने के लिए उपयोग किया जाता है

at cloud providers, banks and government agencies

क्लाउड प्रदाताओं ,बैंकों और सरकारी एजेंसियों में

around the world.

दुनिया भर में।

(Applause)

(तालियाँ)

परन्तु बल्कि एक वास्तविक क्रमरहित अंक जनरेटर के साथ,

But even with a true random number generator,

we've still got the second big cyber threat:

हमे अब भी दूसरी बड़ी साइबर धमकी मिली;

the problem of secure key exchange.

सुरक्षा कुंजी विनिमय की समस्या।

वर्तमान कुंजी विनिमय तकनीक एक क्वांटम कंप्यूटर पर न खड़ा हो पायेगा।

Current key exchange techniques will not stand up to a quantum computer.

The quantum solution to this problem

इस समस्या के लिए क्वांटम हल

is called quantum key distribution or QKD,

को कहते हैं क्वांटम कुंजी वितरण या QKD,

which leverages a fundamental, counterintuitive characteristic

जो एक मूलभूत कॉउंटेरिंटूइटीव विशेषता का लाभ उठाता है

of quantum mechanics.

क्वांटम मैकेनिक्स का।

इसमें देखने का कार्य क्वांटम पार्टिकल को बदल जाता है।

The very act of looking at a quantum particle changes it.

चलिए मैं एक उदहारण देता हूँ कि ये कैसे काम करता है।

Let me give you an example of how this works.

Consider again exchanging the code for the lock with James Bond.

फिर से विचार कीजिए कोड विनिमय लॉक के लिए जेम्स बांड के साथ।

Except this time, instead of a call to give James the code,

केवल इस समय, एक कॉल के स्थान पर कोड जेम्स को दीजिये,

we're going to use quantum effects on a laser to carry the code

हम क्वांटम प्रभाव का उपयोग एक लेज़र पर करेंगे जो कोड रखता है

and send it over standard optic fiber to James.

और इसे स्टैण्डर्ड ऑप्टिक फाइबर पर जेम्स को भेज देते हैं।

We assume that Dr. No is trying to hack the exchange.

हम अनुमान लगाते हैं कि डॉ. नो हैक करने की कोशिश करता है।

भाग्य से, डॉ. नो क्वांटम कुंजी अवरोध करने का प्रयास पारगमन के दौरान करता है

Luckily, Dr. No's attempt to intercept the quantum keys while in transit

will leave fingerprints that James and you can detect.

फिंगरप्रिंट्स छोड़ देता है जिसे जेम्स और आप जाँच सकते हैं।

यह अनुमति देता है उन अवरोधित कुंजियों को समाप्त करने की।

This allows those intercepted keys to be discarded.

कुंजियाँ जो उस समय रखी गयीं थीं

The keys which are then retained

can be used to provide very strong data protection.

को उपयोग कर सकते हैं अधिक मज़बूत डाटा सुरक्षा प्रदान करने के लिए।

And because the security is based on the fundamental laws of physics,

और क्योंकि सुरक्षा भौतिकी के मुलभूत नियमों पर आधारित है,

a quantum computer, or indeed any future supercomputer

एक क्वांटम कंप्यूटर, और निश्चित ही भविष्य का कोई सुपर कंप्यूटर

will not be able to break it.

इसे तोड़ने योग्य नहीं होगा।

My team and I are collaborating with leading universities

मेरी टीम और मैं सहयोग कर रहे हैं अग्रणी विश्वविद्यालयों के साथ

and the defense sector

और सुरक्षा क्षेत्र के साथ

to mature this exciting technology

परिपक्व करने के लिए इस रोमांचक प्रौद्योगिकी को

into the next generation of security products.

अगली पीढ़ी के सुरक्षा उत्पादों में।

चीज़ों का इंटरनेट (IoT) हाइपरकनेक्टेड युग की शुरुआत है

The internet of things is heralding a hyperconnected era

with 25 to 30 billion connected devices forecast by 2020.

२५ से ३० अरब जुड़े उपकरणों के साथ २०२० तक का पूर्वानुमान है।

हमारे समाज के सही कामकाज के लिए IoT की दुनिया में,

For the correct functioning of our society in an IoT world,

trust in the systems that support these connected devices is vital.

विश्वास प्रणालियाों पर जो इन जुड़े हुए उपकरणों को समर्थन करती हैं आवश्यक है।

हम शर्त लगा रहे कि क्वांटम प्रौद्योगिकी ये विश्वास प्रदान करने के लिए आवश्यक है,

We're betting that quantum technologies will be essential in providing this trust,

enabling us to fully benefit from the amazing innovations

हमें सक्षम बनाता है अद्भुत नवाचारों से पूरी तरह से लाभान्वित होने के लिए

that are going to so enrich our lives.

जो समृद्ध करने जा रहे हैं हमारे जीवन को।

धन्यवाद।

Thank you.

(Applause)

(तालियाँ)