By Kenna Hughes-Castleberry közzétéve: 16. szeptember 2022
A fokozott kiberbiztonság nagy előnye a kvantumszámítástechnikának, de hogyan segít ez az új technológia ennek megvalósításában (PC Adi Goldstein az UnSplash.com-on)
Míg a kvantumszámítógépek számos lehetőséget kínálnak előnyöket, mint például a hatékonyság és a bonyolultabb problémamegoldás, az egyik legnagyobb előny, amelyet sokan várnak, a kiberbiztonság továbbfejlesztése. Ahogy a szakértők azt jósolják, hogy az Egyesült Államok költ kb 10 milliárd $ A kiberbiztonság terén 2027-re ez az iparág egyre fontosabbá válik. A benne rejlő természet miatt, mint pl ráhelyezés or összefonódás, a kvantumszámítás új szintű biztonságot nyújthat, ami nagy változásokat sugallhat a számítástechnikai ipar egésze számára. Sokan aggódnak amiatt is, hogy ez a következő szintű biztonság több problémát jelenthet, mint hasznot, így a kvantumról szóló vita a kiberbiztonságban meglehetősen heves vitát vált ki.
Jelenlegi kiberbiztonsági folyamatok
A kiberbiztonság egyszerűen arra utal védelme érzékeny információk a digitális rendszeren belül. Sok számítógép már használja ezt titkosítás gyakorlatok. A titkosítás algoritmusokon fut, és a klasszikus titkosításban két fő típusú algoritmus létezik. Az egyik szimmetrikus titkosítás, ahol ugyanazt a kulcsot használják az adatok titkosításához és visszafejtéséhez. Ellentétben, aszimmetrikus titkosítás két különböző kulcsot, egy titkosítási kulcsot (gyakran nyilvános kulcsnak neveznek) és egy visszafejtő kulcsot (általában privát kulcsnak neveznek) használ az adatok biztonságos megosztásához. Mivel ezek a kulcsok véletlen számokból is előállíthatók algoritmusok segítségével, a kvantumszámítási csapatok azt remélik, hogy kifejlesztik ezeknek a következő generációját. algoritmusok meghatározott kvantumtulajdonságok felhasználásával.
Algoritmusok háborúja
A kvantumnak köszönhetően összefonódás, a qubitek (a kvantumszámítógép magbitje) eredendően összekapcsolhatók. Ez lehetővé teszi a redundanciát az információmegosztásban, mivel több összefonódott qubit küldhető, és csökkenthető az elnyelt vagy leromlott információ mennyisége. Mivel az összegabalyodás törékeny állapot, külső befolyás megtörheti vagy leronthatja. Ez azt jelenti, hogy az összegabalyodott qubitek is leépülhetnek, ha a küldőn vagy a vevőn kívül más forrás is olvassa őket, így az információ biztonságosabb. Az összefonódás mellett kvantum-algoritmusok futtatásával gyorsabb titkosítási kulcsok hozhatók létre véletlenszám-generátorok segítségével, valamint gyorsabban oldhatók meg a visszafejtési kódok. Ezek a tényezők jelentős előnyt jelentenek a kvantumszámítógépeknek a kiberbiztonság terén.
A kvantumszámítógépek több algoritmust is futtathatnak egyszerre, így hatékonyak a titkosításban és a kódtörésben rekordsebességgel. Noha ez a technológia előnyökkel járhat a kiberbiztonság szempontjából, sokan attól is aggódnak, hogy ha ezek a számítógépek elterjedtebbek lesznek, az internet kevésbé biztonságossá válhat, mivel ezek az új számítógépek könnyen feltörhetik a régebbi biztonsági algoritmusokat. Ezen személyek egyike az Walid Rjaibi, az IBM kiváló mérnöke és az IBM adatbiztonsági műszaki igazgatója. Rjaibi két másik szerzővel együtt terjedelmes írást írt jelentést az IBM számára a kvantumszámítás előnyeiről és kockázatairól a kiberbiztonság területén. „A legtöbb iparághoz hasonlóan én is a kvantumszámítógépek által a kiberbiztonságra jelentett kockázatok kezelésére összpontosítottam eddig” – magyarázta Rjaibi. „Amint azt már Ön is tudja, a kvantumszámítógépek a jövőben valamikor képesek lesznek feltörni a ma használatos kulcsfontosságú kriptográfiai algoritmusokat, például az RSA-t, a Diffie-Hellmant és másokat. Tehát rengeteg munkát végeztünk olyan alternatív algoritmusok kidolgozásán, amelyek még a kvantumszámítógépeket használó rosszindulatú entitások támadásai ellen is biztonságosak lesznek.” Ez az algoritmusok állandó háborúját hozza létre, mivel az algoritmusokat a kvantumszámítógép feltöri, és újakat kell készíteni a biztonság fenntartása érdekében. Más cégek pl QuSecure a kvantumszámítás utáni kiberbiztonságra összpontosít. Egy friss QuSecure szerint webinar, a cég társalapítója és vezérigazgatója, Skip Sanzeri kijelentette: „Úgy tűnik, a fenyegetés egyre súlyosabb odakint.”
Sokan, mint Rjaibi, aggódnak amiatt, hogy az ilyen számítógépekkel rendelkezők előnyt jelenthetnek mások üzeneteinek dekódolásában vagy saját üzeneteik titkosításában, amelyeket kevesen tudnak elolvasni, mivel a kvantumszámítógépeket jelenleg csak néhány kiválasztott használja. Az egyenlőtlenség ezen lehetséges időszakának leküzdésére a cégek szeretik KETS A Quantum Security igyekszik elérhetőbbé tenni ezt a technológiát mások számára integrált chip technológia és rugalmas architektúra hálózatokhoz. „A KETS élvonalbeli kvantumbiztonsági technológiákat fejleszt, amelyek bizonyos kriptográfiai feladatokat bizonyíthatóan biztonságos módon tudnak elvégezni” – magyarázta a KETS vezérigazgatója és társalapítója. Chris Erven. „A legnagyobb biztonság mellett mi vagyunk az úttörői annak, hogy ezek a megoldások chip-alapú megközelítést alkalmazzanak. Ez azt jelenti az ügyfelek számára, hogy képesek leszünk nagyarányúan csökkenteni ezeknek a rendszereknek a költségeit (ez kulcsfontosságú akadály), valamint számos különböző formai tényezőt kifejleszteni, amelyek kisebbek és sokkal könnyebben integrálhatók (egy másik kulcsfontosságú akadály) .” Az ehhez hasonló rendszerek segíthetnek csökkenteni ennek a technológiának a költségeit, és elterjedtebbé tehetik a kvantumtitkosítást.
Egy posztkvantum hálózat
Azok számára, akik előre tekintenek, túl vannak az algoritmusok háborúján, amikor ez a technológia hozzáférhetőbbé válik, más problémák is felmerülhetnek. Főleg, mivel a kvantumtitkosítás a kiberbiztonság következő szintjévé válik, mi a szint ezen túl? Mivel a kiberbiztonság egy olyan iparág, amely folyamatosan fejlődik (főleg hackerek és fejlesztők között), a kvantumtechnológia lehet, hogy csak az evolúció egyik fázisa, de lehet a legfontosabb szakasza, amely a kiberbiztonsági ipart egy posztkvantum világba helyezi át.
Kenna Hughes-Castleberry az Inside Quantum Technology és a Science Communicator munkatársa a JILA-nál (a Colorado Boulder Egyetem és a NIST partnersége). Írási ütemei közé tartozik a mélytechnológia, a metaverzum és a kvantumtechnológia.
