By Kenna Hughes-Castleberry gepostet am 16. September 2022
Verbesserte Cybersicherheit ist ein großer Vorteil des Quantencomputings, aber wie wird diese neue Technologie dazu beitragen, dies Wirklichkeit werden zu lassen (PC Adi Goldstein auf UnSplash.com)
Während Quantencomputer viele bieten Vorteile, wie Effizienz und kompliziertere Problemlösungen, ist einer der größten Vorteile, auf die sich viele freuen, eine Verbesserung der Cybersicherheit. Wie Experten vorhersagen, werden die USA rund ausgeben 10 Milliarden Dollar auf Cybersicherheit bis 2027 wird diese Branche immer relevanter. Aufgrund inhärenter Natur, wie z Überlagerung or Verschränkung, kann Quantencomputer Sicherheit der nächsten Stufe bieten, was große Veränderungen für die Computerindustrie als Ganzes bedeuten könnte. Viele sind auch besorgt, dass diese Sicherheit der nächsten Stufe mehr Probleme als Vorteile bringen könnte, was die Diskussion über Quanten in der Cybersicherheit zu einer ziemlich hitzigen Diskussion macht.
Aktuelle Cybersicherheitsprozesse
Cybersicherheit bezieht sich einfach auf Schutz vertrauliche Informationen innerhalb eines digitalen Systems vor der Exposition. Viele Computer tun dies bereits mit Verschlüsselung Praktiken Methoden Ausübungen. Die Verschlüsselung basiert auf Algorithmen, und bei der klassischen Verschlüsselung gibt es zwei Haupttypen von Algorithmen. Einer ist symmetrische Verschlüsselung, wobei derselbe Schlüssel sowohl zum Verschlüsseln als auch zum Entschlüsseln von Daten verwendet wird. Im Gegensatz, asymmetrische Verschlüsselung verwendet zwei verschiedene Schlüssel, einen Verschlüsselungsschlüssel (häufig als öffentlicher Schlüssel bezeichnet) und einen Entschlüsselungsschlüssel (normalerweise als privater Schlüssel bezeichnet), um Daten sicher auszutauschen. Da diese Schlüssel mithilfe von Algorithmen aus Zufallszahlen erstellt werden können, hoffen Quantencomputing-Teams, eine nächste Generation davon zu entwickeln Algorithmen unter Verwendung spezifischer Quanteneigenschaften.
Ein Krieg der Algorithmen
Dank Quantum Verschränkungkönnen Qubits (das Kernbit eines Quantencomputers) inhärent verbunden sein. Dies ermöglicht eine Redundanz beim Informationsaustausch, da mehr verschränkte Qubits gesendet werden können und die Menge der absorbierten oder verschlechterten Informationen reduziert wird. Da Verschränkung ein fragiler Zustand ist, kann sie durch äußere Einflüsse gebrochen oder degradiert werden. Dies bedeutet, dass sich verschränkte Qubits auch verschlechtern können, wenn eine andere Quelle sie außer dem Sender oder Empfänger liest, wodurch die Informationen sicherer werden. Neben der Verschränkung können Quantenalgorithmen ausgeführt werden, um mithilfe von Zufallszahlengeneratoren schnellere Verschlüsselungsschlüssel zu erstellen und Entschlüsselungscodes schneller zu lösen. Diese Faktoren verleihen Quantencomputern einen erheblichen Vorteil in der Cybersicherheit.
Quantencomputer können auch mehrere Algorithmen gleichzeitig ausführen, was sie bei der Verschlüsselung und Codeknackung mit Rekordgeschwindigkeit effizient macht. Während diese Technologie Vorteile für die Cybersicherheit haben kann, sind viele auch besorgt, dass das Internet bei einer weiteren Verbreitung dieser Computer weniger sicher werden könnte, da ältere Sicherheitsalgorithmen von diesen neuen Computern leicht gebrochen werden können. Eine dieser Personen ist Walid Rjaibi, IBM Distinguished Engineer und Chief Technical Officer für Datensicherheit bei IBM. Rjaibi hat zusammen mit zwei anderen Autoren ein umfangreiches Buch geschrieben berichten für IBM über die Vorteile und Risiken von Quantencomputing in der Cybersicherheit. „Wie die meisten in der Branche lag mein Fokus bisher darauf, die Risiken von Quantencomputern für die Cybersicherheit anzugehen“, erklärte Rjaibi. „Wie Sie vielleicht bereits wissen, werden Quantencomputer irgendwann in der Zukunft in der Lage sein, einige der wichtigsten heute verwendeten kryptografischen Algorithmen wie RSA, Diffie-Hellman und andere zu knacken. Daher wurde viel Arbeit in die Entwicklung alternativer Algorithmen gesteckt, die selbst gegen Angriffe böswilliger Einheiten mit Quantencomputern sicher sind.“ Dies führt zu einem ständigen Krieg der Algorithmen, da Algorithmen von einem Quantencomputer gebrochen werden und neue erstellt werden müssen, um die Sicherheit aufrechtzuerhalten. Andere Unternehmen mögen QuSecure Fokus auf Post-Quanten-Computing-Cybersicherheit. Laut einer aktuellen QuSecure Webinar, Mitbegründer und COO des Unternehmens, Skip Sanzeri, erklärte: „Die Bedrohung da draußen scheint immer größer zu werden.“
Viele wie Rjaibi sind besorgt, dass diejenigen mit diesen Computern einen Vorteil haben könnten, wenn sie entweder die Nachrichten anderer entschlüsseln oder ihre eigenen Nachrichten verschlüsseln, die nur wenige andere lesen können, da Quantencomputer derzeit nur von wenigen Auserwählten verwendet werden. Um diese mögliche Zeit der Ungleichheit zu überwinden, mögen Unternehmen KETS Quantum Security versucht, diese Technologie für andere Nutzer zugänglicher zu machen integrierte Chip-Technologie und flexible Architektur für Netzwerke. „KETS entwickelt hochmoderne Quantensicherheitstechnologien, die bestimmte kryptografische Aufgaben auf nachweislich sichere Weise erledigen können“, erklärte CEO und Mitbegründer von KETS Chris Erven. „Neben höchster Sicherheit sind wir die Pioniere bei der Einführung eines chipbasierten Ansatzes für diese Lösungen. Für die Kunden bedeutet dies, dass wir in der Lage sein werden, die Kosten dieser Systeme im großen Maßstab zu senken (ein Haupthindernis) sowie eine Vielzahl verschiedener Formfaktoren zu entwickeln, die kleiner und viel einfacher zu integrieren sind (ein weiteres Haupthindernis). .“ Systeme wie diese können dazu beitragen, die Kosten dieser Technologie zu senken und die Quantenverschlüsselung weiter zu verbreiten.
Ein Post-Quanten-Netzwerk
Für diejenigen, die in die Zukunft blicken, über den Krieg der Algorithmen hinaus, bis diese Technologie zugänglicher ist, stellen sich andere Probleme. Da die Quantenverschlüsselung zur nächsten Stufe der Cybersicherheit wird, was ist die Stufe darüber hinaus? Da Cybersicherheit eine Branche ist, die sich ständig weiterentwickelt (hauptsächlich zwischen Hackern und Entwicklern), ist die Quantentechnologie möglicherweise nur eine Phase der Evolution, aber möglicherweise die wichtigste Phase, die die Cybersicherheitsbranche in eine Post-Quanten-Welt verlagert.
Kenna Hughes-Castleberry ist Mitarbeiterin bei Inside Quantum Technology und Science Communicator bei JILA (eine Partnerschaft zwischen der University of Colorado Boulder und NIST). Ihre Beats beim Schreiben umfassen Deep Tech, Metaverse und Quantentechnologie.
