By Kenna Hughes-Castleberry postitatud 16. septembril 2022
Täiustatud küberturvalisus on kvantandmetöötluse jaoks suur eelis, kuid kuidas see uus tehnoloogia aitab seda reaalsuseks muuta (PC Adi Goldstein saidil UnSplash.com)
Kuigi kvantarvutid pakuvad palju hüvitised Nagu tõhusus ja keerulisem probleemide lahendamine, on üks suurimaid eeliseid, mida paljud ootavad, küberturvalisuse täiustamine. Nagu eksperdid ennustavad, et USA kulutab umbes $ 10 miljardit 2027. aastaks küberturvalisuse osas muutub see tööstusharu üha olulisemaks. Omase olemuse tõttu, nagu kihilisus or takerdumine, võib kvantandmetöötlus pakkuda järgmise taseme turvalisust, mis võib viidata suurtele nihketele kogu andmetöötlustööstuses. Paljud on mures ka selle pärast, et see järgmise taseme turvalisus võib tuua rohkem probleeme kui kasu, muutes küberjulgeoleku kvantide arutelu üsna tuliseks.
Praegused küberturvalisuse protsessid
Küberturvalisus viitab lihtsalt sellele kaitsta tundlik teave digitaalsüsteemis kokkupuutest. Paljud arvutid seda juba kasutavad krüpteerimist tavasid. Krüptimine töötab algoritmide alusel ja klassikalises krüptimises on kahte peamist tüüpi algoritme. Üks on sümmeetriline krüptimine, kus sama võtit kasutatakse nii andmete krüptimiseks kui ka dekrüpteerimiseks. Seevastu asümmeetriline krüptimine kasutab andmete turvaliseks jagamiseks kahte erinevat võtit, krüpteerimisvõtit (mida sageli nimetatakse avalikuks võtmeks) ja dekrüpteerimisvõtit (tavaliselt nimetatakse seda privaatvõtmiks). Kuna need võtmed võivad olla valmistatud juhuslikest arvudest, kasutades algoritme, loodavad kvantarvutite meeskonnad välja töötada nende järgmise põlvkonna algoritme kasutades spetsiifilisi kvantomadusi.
Algoritmide sõda
Tänu kvantile takerdumine, kubitid (kvantarvuti põhibitt) võivad olla oma olemuselt ühendatud. See võimaldab teabe jagamisel liiasust, kuna saab saata segasemaid kubite, mis vähendavad absorbeeritava või laguneva teabe hulka. Kuna takerdumine on habras olek, võib see välismõjude tõttu puruneda või halveneda. See tähendab, et takerdunud kubitid võivad halveneda ka siis, kui neid loeb peale saatja või vastuvõtja mõni muu allikas, muutes teabe turvalisemaks. Lisaks põimumisele saab käivitada kvantalgoritme kiiremate krüpteerimisvõtmete loomiseks juhuslike numbrite generaatorite abil ja dekrüpteerimiskoodide kiiremaks lahendamiseks. Need tegurid annavad kvantarvutitele küberturvalisuses olulise eelise.
Kvantarvutid võivad korraga käitada ka mitut algoritmi, muutes need tõhusaks krüptimisel ja koodimurdmisel rekordkiirusega. Kuigi sellel tehnoloogial võib küberturvalisusele kasu olla, on paljud mures ka selle pärast, et kui need arvutid on laiemalt levinud, võib Internet muutuda vähem turvaliseks, kuna need uued arvutid rikuvad kergesti vanemaid turbealgoritme. Üks neist isikutest on Walid Rjaibi, IBM austatud insener ja IBMi andmeturbe tehniline juht. Rjaibi kirjutas koos kahe teise autoriga ulatusliku teose aru IBM-ile kvantandmetöötluse eeliste ja riskide kohta küberturvalisuses. "Nagu enamik selles valdkonnas, on ka minu tähelepanu seni keskendunud riskidele, mida kvantarvutid küberjulgeolekule kujutavad," selgitas Rjaibi. "Nagu te juba teate, suudavad kvantarvutid mingil hetkel tulevikus murda mõned tänapäeval kasutatavad peamised krüptoalgoritmid, nagu RSA, Diffie-Hellman ja teised. Seega on tehtud palju tööd alternatiivsete algoritmide leidmiseks, mis on ohutud isegi kvantarvuteid kasutavate pahatahtlike üksuste rünnakute eest. See tekitab pideva algoritmide sõja, kuna kvantarvuti rikub algoritme ja turvalisuse säilitamiseks tuleb teha uusi. Teistele ettevõtetele meeldib QuSecure keskenduda kvantarvutite järgsele küberturvalisusele. Vastavalt hiljutisele QuSecure'ile veebiseminari, ettevõtte kaasasutaja ja tegevjuht Skip Sanzeri märkis: "Tundub, et oht muutub seal hullemaks."
Paljud nagu Rjaibi on mures, et nende arvutitega inimestel võib olla eelis teiste sõnumite dekodeerimisel või oma sõnumite krüptimisel, mida vähesed teised lugeda saavad, kuna kvantarvuteid kasutavad praegu vaid vähesed valitud. Et sellest võimalikust ebavõrdsuse perioodist üle saada, meeldib ettevõtetele KETS Quantum Security üritab seda tehnoloogiat teistele kasutajatele kättesaadavamaks muuta integreeritud kiibi tehnoloogia ja paindlik arhitektuur võrkude jaoks. "KETS arendab tipptasemel kvantturbetehnoloogiaid, mis suudavad konkreetseid krüptograafilisi ülesandeid tõestatavalt turvalisel viisil täita," selgitas KETS-i tegevjuht ja kaasasutaja. Chris Erven. „Lisaks suurimale turvalisusele oleme pioneerid, kes toovad nendesse lahendustesse kiibipõhise lähenemise. Klientidele tähendab see seda, et suudame vähendada nende süsteemide kulusid mastaapselt (peamine barjäär) ning töötada välja mitmesuguseid väiksemaid ja hõlpsamini integreeritavaid vormitegureid (veel üks oluline takistus) .” Sellised süsteemid võivad aidata selle tehnoloogia kulusid alandada ja muuta kvantkrüptimise laiemaks.
Kvantijärgne võrk
Neile, kes vaatavad tulevikku, pärast algoritmide sõda kuni selle tehnoloogia kättesaadavamaks muutumiseni, on muid probleeme. Peamiselt, kuna kvantkrüptimisest saab küberturvalisuse järgmine tase, siis milline on tase sellest kaugemale? Kuna küberjulgeolek on tööstusharu, mis areneb pidevalt (peamiselt häkkerite ja arendajate vahel), võib kvanttehnoloogia olla vaid üks evolutsiooni etapp, kuid võib olla ka kõige olulisem etapp, mis viib küberjulgeoleku tööstuse kvantijärgsesse maailma.
Kenna Hughes-Castleberry on Inside Quantum Technology ja JILA teaduskommunikaatori (Colorado Boulderi ülikooli ja NIST-i vaheline partnerlus) kirjanik. Tema kirjutamissageduste hulka kuuluvad süvatehnoloogia, metaversum ja kvanttehnoloogia.
