By Kenna Hughes-Castleberry offentliggjort 16. september 2022
Forbedret cybersikkerhed er en stor fordel for kvantecomputere, men hvordan vil denne nye teknologi hjælpe med at gøre dette til en realitet (PC Adi Goldstein på UnSplash.com)
Mens kvantecomputere byder på mange fordele, såsom effektivitet og mere kompliceret problemløsning, er en af de største fordele, som mange ser frem til, en forbedring af cybersikkerheden. Som eksperter forudsiger, at USA vil bruge omkring $ 10 milliarder om cybersikkerhed i 2027, vil denne branche blive stadig mere relevant. På grund af iboende naturer, som f.eks superposition or sammenfiltring, kan kvantecomputere give sikkerhed på næste niveau, hvilket kunne tyde på store skift for computerindustrien som helhed. Mange er også bekymrede for, at denne sikkerhed på næste niveau kan give flere problemer end fordele, hvilket gør diskussionen om kvante i cybersikkerhed til en ret heftig diskussion.
Aktuelle cybersikkerhedsprocesser
Cybersikkerhed refererer blot til beskyttelse følsomme oplysninger i et digitalt system fra eksponering. Mange computere gør allerede dette ved hjælp af kryptering praksis. Kryptering kører på algoritmer, og der er to hovedtyper af algoritmer i klassisk kryptering. Den ene er symmetrisk kryptering, hvor den samme nøgle bruges til både at kryptere og dekryptere data. I modsætning, asymmetrisk kryptering bruger to forskellige nøgler, en krypteringsnøgle (ofte kaldet en offentlig nøgle) og en dekrypteringsnøgle (normalt kaldet en privat nøgle) til sikker deling af data. Da disse nøgler kan være lavet af tilfældige tal ved hjælp af algoritmer, håber kvantecomputerhold at udvikle en næste generation af disse algoritmer ved hjælp af specifikke kvanteegenskaber.
En krig af algoritmer
Takket være kvante sammenfiltring, qubits (kernebitten i en kvantecomputer) kan være forbundet i sagens natur. Dette muliggør redundans i informationsdeling, da flere sammenfiltrede qubits kan sendes og reducere mængden af information, der absorberes eller forringes. Da sammenfiltring er en skrøbelig tilstand, kan den brydes eller nedbrydes af påvirkning udefra. Dette betyder, at sammenfiltrede qubits også kan forringes, hvis en anden kilde læser dem udover afsenderen eller modtageren, hvilket gør informationen mere sikker. Udover sammenfiltring kan kvantealgoritmer køres for at skabe hurtigere krypteringsnøgler ved hjælp af tilfældige talgeneratorer, samt løse dekrypteringskoder hurtigere. Disse faktorer giver kvantecomputere en betydelig fordel inden for cybersikkerhed.
Kvantecomputere kan også køre flere algoritmer på én gang, hvilket gør dem effektive til at kryptere og kodebrydende med rekordhastigheder. Selvom denne teknologi kan have fordele for cybersikkerhed, er mange også bekymrede for, at hvis disse computere er mere udbredte, kan internettet blive mindre sikkert, da ældre sikkerhedsalgoritmer let brydes af disse nye computere. En af disse personer er Walid Rjaibi, IBM Distinguished Engineer og Chief Technical Officer for Data Security hos IBM. Rjaibi skrev sammen med to andre forfattere en omfattende indberette for IBM om fordelene og risiciene ved kvantecomputere inden for cybersikkerhed. "Som de fleste i branchen har mit fokus indtil videre været på at adressere de risici, kvantecomputere udgør for cybersikkerhed," forklarede Rjaibi. "Som du måske allerede ved, vil kvantecomputere på et tidspunkt i fremtiden være i stand til at bryde nogle af de vigtigste kryptografiske algoritmer, der bruges i dag, såsom RSA, Diffie-Hellman og andre. Så der er gået en masse arbejde i at komme op med alternative algoritmer, der vil være sikre selv mod angreb fra ondsindede entiteter, der bruger kvantecomputere." Dette skaber en konstant krig af algoritmer, da algoritmer bliver brudt af en kvantecomputer, og nye skal laves for at opretholde sikkerheden. Andre virksomheder som QuSecure fokus på post-kvantecomputer-cybersikkerhed. Ifølge en nylig QuSecure webinar, medstifter og COO af virksomheden, Skip Sanzeri udtalte: "Truslen ser ud til at blive værre derude."
Mange som Rjaibi er bekymrede for, at dem med disse computere kan have en fordel i enten at afkode andres beskeder eller kryptere deres egne beskeder, som få andre kan læse, da kvantecomputere i øjeblikket kun bruges af nogle få udvalgte. For at overvinde denne mulige periode med ulighed kan virksomheder som KETS Quantum Security forsøger at gøre denne teknologi mere tilgængelig for andre, der bruger integreret chipteknologi og fleksibel arkitektur til netværk. "KETS udvikler banebrydende kvantesikkerhedsteknologier, der kan udføre specifikke kryptografiske opgaver på en beviselig sikker måde," forklarede KETS CEO og medstifter Chris Erven. "Udover det ypperste inden for sikkerhed er vi pionererne i at bringe en chip-baseret tilgang til disse løsninger. Hvad dette betyder for kunderne er, at vi vil være i stand til at reducere omkostningerne ved disse systemer i stor skala (en nøglebarriere) samt udvikle en række forskellige formfaktorer, der er mindre og meget nemmere at integrere (en anden nøglebarriere) ." Systemer som disse kan hjælpe med at sænke omkostningerne ved denne teknologi og gøre kvantekryptering mere udbredt.
Et postkvantenetværk
For dem, der ser fremad, forbi algoritmernes krig, til når denne teknologi er mere tilgængelig, er der andre problemer, der opstår. Primært, da kvantekryptering bliver det næste niveau af cybersikkerhed, hvad er niveauet ud over det? Da cybersikkerhed er en industri, der konstant udvikler sig (hovedsageligt mellem hackere og udviklere), er kvanteteknologi måske kun én fase af udviklingen, men kan være den vigtigste fase, der flytter cybersikkerhedsindustrien ind i en post-kvanteverden.
Kenna Hughes-Castleberry er medarbejderskribent hos Inside Quantum Technology og Science Communicator på JILA (et partnerskab mellem University of Colorado Boulder og NIST). Hendes skrivebeats inkluderer deep tech, metaverset og kvanteteknologi.
