Kvantni detektori upada i industrija magle

Netko je napokon shvatio da klasični strojno-učeni modeli za detekciju upada u mrežu imaju osjetljivost mokrog papira na kiši, pa je odlučio ubaciti kvantne računaloe u priču. Jer, naravno, kad ti obični serveri ne mogu razlikovati legitiman IoT promet od botneta koji ti polako ali sigurno pretvara pametni frižider u člana DDoS mafije, rješenje je — kvantna mehanika. Što bi moglo poći po zlu?

Rad koji je stigao na arXiv i koji se bavi Meta-Quantum Ensemble Frameworkom za robusnu detekciju mrežnih upada zvuči kao nešto što bi netko izmislio da opravda budžet od pola milijuna eura, ali ispod haube ima zrno smisla koje vrijedi razmotriti. Naime, autori su uzeli Quantum Support Vector Machines i Quantum Neural Networks, dvije potpuno različite kvantne arhitekture koje se oslanjaju na različite principe, i spojili ih u ensemble. Ideja je banalna u svojoj genijalnosti: ako jedan kvantni učenik vidi prijetnju tamo gdje je samo šum, a drugi vidi šum tamo gdje je prijetnja, možda zajedno daju točniju sliku.

To je kao da imaš dva debatanta od kojih jedan uvijek vidi komuniste iza ugla, a drugi uvijek misli da je sve u redu i da je samo struja. Zajedno, možda dođu do istine. Ili se potuku. U svakom slučaju, zanimljivije je od gledanja jednog istog modela koji generiše lažne pozitive brzinom kojom tvoj frend na fešti generiše glupe ideje poslije trećeg piva.

Problem s kojim se IDS sustavi bore od kad postoji mreža nije tehnički nego fundamentalni: klasni imbalance. Normalnog prometa imaš 99.9 posto, a napada 0.1 posto. Svaki model koji treniraš na takvim podacima nauči da je najbolja strategija — reći da je sve normalno. Točnost mu je 99.9 posto, ali detektira apsolutno ništa. Kao onaj IT stručnjak koji je dvadeset godina održavao stabilan sistem tako što nije dirao ništa, nije updajtao ništa i nadao se da će hakeri naći nešto zanimljivije.

I evo, kvantni računaloi dolaze kao deus ex machina. Quantum SVM i QNN su fundamentalno različiti: SVM-ovi su dobri u pronalaženju granica između klasa, dok neuronske mreže vole prepoznavati uzorke koji nemaju jasne granice. Spoji ih, i dobit ćeš model koji možda vidi i jedno i drugo. To je kao da spojiš knjigovođu i umjetnika u taj tim za izradu marketinške kampanje — katastrofa, ali ponekad ispadne nešto genijalno.

Ono što je zanimljivo u ovom radu nije sama tehnika, nego implikacija: kvantni računaloi konačno izlaze iz faze "evo kvantne prevlasti nad random number generatorom" i ulaze u fazu "evo rješenja za stvarni problem koji muči industriju". Jer, pas mater, IoT uređaji su postali toliko brojni i toliko nesigurni da klasični sustavi više ne mogu pratiti tempo. Tvoj pametni termostat, kamera za bebe i frižider koji naručuje mlijeko su ujedno i najbolji botnet materijal koji postoji. I klasični IDS će se ugušiti u prometu prije nego što detektira ijedan napad.

Ali naravno, tu dolazimo do dijela koji u radu ne piše, a trebao bi: tko će to platiti? Kvantni računaloi nisu jeftini. Ni oni hibridni kvantno-klasični sustavi koji bi trebali furati ovaj ensemble. Cijena jednog kvantnog procesora je i dalje u rangu manjeg otoka na Jadranu, a za enterprise deployment ti treba više od jednog. To je kao da za zaštitu kuće od provale kupiš tenk. Tehnički, rješava problem. Praktično, malo pretjeruješ.

Ono što industrija zapravo treba, a što će ovaj rad vjerojatno zanemariti u svojim zaključcima, jest nešto što radi na hardveru koji već postoji. Kvantni računaloi su super za akademiju i za demonstracije na konferencijama gdje svi klimaju glavom i govore "fascinantno", ali u stvarnom svijetu, tamo gdje IT odjel ima budžet za tri servera i jedan UPS koji je trebao biti zamijenjen 2018., kvantni ensemble je znanstvena fantastika.

I tu dolazimo do najvećeg problema s ovakvim radovima: oni rješavaju problem koji postoji, ali rješenje nude na način koji je nedostupan 99 posto potencijalnih korisnika. Kao da liječnik kaže pacijentu da mu treba transplantacija srca, a pacijent ima problema s visokim tlakom. Da, transplantacija bi riješila sve, ali možda bi bilo pametnije prvo probati s tabletama i promjenom prehrane.

Svejedno, rad je važan. Ne zato što će sutra tvoj ISP instalirati kvantni IDS, nego zato što pokazuje da je metodologija ensemble učenja, koja je u klasičnom svijetu već desetljećima standard, konačno stigla i u kvantni svijet. I to je dobro. Jer ako nešto znamo iz trideset godina rada u IT-u, to je da se problemi rješavaju kombinacijom alata, a ne jednim čarobnim metkom. Svaki startup koji je obećao "jedno rješenje za sve" ili je propao ili je postao Oracle.

Kvantni računaloi su stvarni, dolaze, i rješavat će probleme koje klasični ne mogu. Ali neće ih rješavati sutra, neće ih rješavati jeftino, i neće ih rješavati bez dobrog starog inženjerskog rada koji stoji iza svakog "revolucionarnog" otkrića. Ako misliš da će kvantni IDS spasiti tvoju mrežu od sljedećeg ransomware napada, vjerojatno si ista ona osoba koja je mislila da će blockchain riješiti problem povjerenja na internetu.

Jedina konstanta u tech industriji je sposobnost ljudi da budu iznenađeni očekivanim.

Izvor: arxiv.org