By Kenna Hughes-Castleberry julkaistu 16
Parannettu kyberturvallisuus on suuri etu kvanttilaskentaan, mutta kuinka tämä uusi tekniikka auttaa tekemään tästä todellisuutta (PC Adi Goldstein UnSplash.comissa)
Vaikka kvanttitietokoneet tarjoavat monia hyötyjä, kuten tehokkuus ja monimutkaisempi ongelmanratkaisu, yksi suurimmista eduista, joita monet odottavat, on kyberturvallisuuden parantaminen. Kuten asiantuntijat ennustavat, että Yhdysvallat viettää noin $ 10 miljardia Kyberturvallisuuden alalla vuoteen 2027 mennessä tästä toimialasta tulee yhä tärkeämpi. Johtuen luontaisista luonteista, kuten päällekkäisyys or kietoutuminen, kvanttilaskenta voi tarjota seuraavan tason tietoturvaa, mikä voi viitata suuriin muutoksiin koko laskenta-alalla. Monet ovat myös huolissaan siitä, että tämä seuraavan tason tietoturva voi tuottaa enemmän ongelmia kuin hyötyä, mikä tekee keskustelusta kyberturvallisuuden kvanteista melko kiivasta keskustelua.
Nykyiset kyberturvallisuusprosessit
Kyberturvallisuus viittaa yksinkertaisesti suojella arkaluonteisia tietoja digitaalisessa järjestelmässä. Monet tietokoneet käyttävät jo tätä salaus käytännöt. Salaus toimii algoritmeilla, ja klassisessa salauksessa on kaksi päätyyppiä algoritmeja. Yksi on symmetrinen salaus, jossa samaa avainta käytetään sekä tietojen salaamiseen että salauksen purkamiseen. Verrattuna, epäsymmetrinen salaus käyttää kahta eri avainta, salausavainta (kutsutaan usein julkiseksi avaimeksi) ja salauksenpurkuavainta (kutsutaan yleensä yksityiseksi avaimeksi) tietojen turvalliseen jakamiseen. Koska nämä avaimet voidaan tehdä satunnaisluvuista algoritmien avulla, kvanttilaskentatiimit toivovat kehittävänsä näistä seuraavan sukupolven. algoritmit käyttämällä tiettyjä kvanttiominaisuuksia.
Algoritmien sota
Kiitos kvantille kietoutuminen, kubitit (kvanttitietokoneen ydinbitti) voivat olla luonnostaan kytkettyjä. Tämä mahdollistaa redundanssin tiedon jakamisessa, koska voidaan lähettää sotkeutuneempia kubitteja, mikä vähentää absorboituvan tai huonontuvan tiedon määrää. Koska takertuminen on hauras tila, se voi katketa tai huonontua ulkopuolisten vaikutusten vaikutuksesta. Tämä tarkoittaa, että sotkeutuneet kubitit voivat myös huonontua, jos jokin muu lähde lukee ne lähettäjän tai vastaanottajan lisäksi, mikä tekee tiedoista turvallisempaa. Kietomisen lisäksi kvanttialgoritmeilla voidaan luoda nopeampia salausavaimia satunnaislukugeneraattoreilla sekä ratkaista salauksenpurkukoodeja nopeammin. Nämä tekijät antavat kvanttitietokoneille merkittävän edun kyberturvallisuudessa.
Kvanttitietokoneet voivat myös käyttää useita algoritmeja kerralla, mikä tekee niistä tehokkaita salaamisessa ja koodinmurtamisessa ennätysnopeuksilla. Vaikka tällä tekniikalla voi olla etuja kyberturvallisuuden kannalta, monet ovat myös huolissaan siitä, että jos nämä tietokoneet ovat yleisempiä, Internet voi heikentyä, koska nämä uudet tietokoneet rikkovat helposti vanhemmat suojausalgoritmit. Yksi näistä henkilöistä on Walid Rjaibi, IBM:n arvostettu insinööri ja tekninen tietoturvajohtaja IBM:llä. Rjaibi kirjoitti yhdessä kahden muun kirjoittajan kanssa laajan raportti IBM:lle kvanttilaskennan hyödyistä ja riskeistä kyberturvallisuudessa. "Kuten useimmat alan toimijat, olen toistaiseksi keskittynyt kvanttitietokoneiden kyberturvallisuudelle aiheuttamiin riskeihin", Rjaibi selitti. "Kuten ehkä jo tiedätte, kvanttitietokoneet voivat jossain vaiheessa tulevaisuudessa rikkoa joitain nykyisin käytössä olevista keskeisistä salausalgoritmeista, kuten RSA, Diffie-Hellman ja muut. Joten paljon työtä on tehty vaihtoehtoisten algoritmien keksimiseksi, jotka ovat turvallisia jopa kvanttitietokoneita käyttävien haitallisten tahojen hyökkäyksiltä." Tämä synnyttää jatkuvan algoritmien sodan, koska kvanttitietokone rikkoo algoritmeja ja uusia on tehtävä turvallisuuden ylläpitämiseksi. Muut yritykset pitävät QuSecure keskittyä kvanttilaskennan jälkeiseen kyberturvallisuuteen. Tuoreen QuSecuren mukaan verkkoseminaari, yhtiön perustaja ja operatiivinen johtaja Skip Sanzeri sanoi: "Uhka näyttää pahenevan siellä."
Monet Rjaibin kaltaiset ovat huolissaan siitä, että niillä, joilla on näitä tietokoneita, voi olla etua joko muiden viestien dekoodauksessa tai omien viestiensä salaamisessa, joita harvat muut voivat lukea, koska kvanttitietokoneita käyttävät tällä hetkellä vain harvat valitut. Voittaakseen tämän mahdollisen epätasa-arvon ajanjakson yritykset pitävät KETS Quantum Security yrittää tehdä tästä tekniikasta helpommin muiden käyttäjien saatavilla integroitu sirutekniikka ja joustava verkkoarkkitehtuuri. "KETS kehittää huippuluokan kvanttiturvateknologioita, joilla voidaan suorittaa tiettyjä salaustehtäviä todistetusti turvallisesti", selitti KETS:n toimitusjohtaja ja perustaja. Chris Erven. ”Kaikkensa turvallisuuden lisäksi olemme edelläkävijöitä sirupohjaisen lähestymistavan tuomisessa näihin ratkaisuihin. Asiakkaille tämä tarkoittaa sitä, että pystymme alentamaan näiden järjestelmien kustannuksia mittakaavassa (avaintekijä) sekä kehittämään erilaisia muototekijöitä, jotka ovat pienempiä ja paljon helpompia integroida (toinen keskeinen este) .” Tällaiset järjestelmät voivat auttaa alentamaan tämän tekniikan kustannuksia ja laajentamaan kvanttisalausta.
Post-kvanttiverkko
Niille, jotka katsovat eteenpäin, algoritmien sodan jälkeen siihen, milloin tämä tekniikka on helpommin saavutettavissa, on muitakin ongelmia. Pääasiassa, kun kvanttisalauksesta tulee kyberturvallisuuden seuraava taso, mikä on sen ylittävä taso? Koska kyberturvallisuus on ala, joka kehittyy jatkuvasti (lähinnä hakkereiden ja kehittäjien välillä), kvanttiteknologia voi olla vain yksi evoluution vaihe, mutta se voi olla tärkein vaihe, joka siirtää kyberturvallisuuden teollisuuden jälkeiseen kvanttimaailmaan.
Kenna Hughes-Castleberry on Inside Quantum Technologyn ja JILAn Science Communicatorin (kumppanuus Colorado Boulderin yliopiston ja NISTin välillä) kirjoittaja. Hänen kirjoitustyylinsä sisältävät syväteknologiaa, metaversumia ja kvanttitekniikkaa.
