By Michael Gaffney diposting 19 Okt 2022
Meskipun semakin banyak organisasi publik dan swasta yang memahami peluang yang diciptakan oleh teknologi kuantum, ruang dan potensi ancamannya, masih terasa terlalu “di masa depan” bagi banyak praktisi jaringan dan keamanan tradisional. Sayangnya, menunggu masa depan untuk mengatasi permasalahan ini dapat menyebabkan organisasi komersial dan pemerintah di Amerika Serikat berpotensi mengalami pelanggaran keamanan yang sangat besar. Serangan kuantum jenis ini bisa terjadi dalam waktu yang tidak lama lagi! Para ahli memperkirakan bahwa teknologi kuantum yang mampu memecahkan algoritma enkripsi dan menyadap komunikasi akan dimungkinkan paling lambat tahun 2030.
Kerentanan Solusi Keamanan Siber Saat Ini
Organisasi publik dan swasta saat ini mengandalkan algoritma asimetris berbasis matematika untuk otentikasi dan penetapan kunci, yang merupakan komponen penting dari keamanan siber. Keamanan skema ini bergantung pada asumsi bahwa komputer klasik yang paling kuat sekalipun tidak dapat menyelesaikan masalah matematika tertentu (misalnya, memfaktorkan bilangan besar atau menghitung logaritma diskrit). Komputer kuantum akan dapat dengan mudah memecahkan masalah ini, dan begitu teknologi tersebut hadir, sistem, jaringan, komunikasi, perangkat, dan data yang aman akan menjadi transparan.
Orang mungkin percaya bahwa perlu waktu bertahun-tahun sebelum ancaman keamanan yang ditimbulkan oleh kekuatan unik komputasi kuantum menjadi kenyataan. Persoalannya masih ada yaitu terdapat informasi dan data yang disimpan saat ini yang harus tetap dirahasiakan untuk jangka waktu yang lama dan penerapan solusi baru membutuhkan waktu. Informasi terenkripsi yang ada rentan terhadap ancaman keamanan nyata dan segera terjadi yang dikenal sebagai serangan “panen sekarang, dekripsi nanti”. Bayangkan aktor jahat mendapatkan akses ke data diam yang dienkripsi ke tingkat tertinggi menggunakan teknologi yang tersedia saat ini, menyimpan data ini, dan kemudian mendekripsinya menggunakan komputer kuantum dalam beberapa tahun. Oleh karena itu, organisasi harus berasumsi bahwa SEMUA informasi dan komunikasi terenkripsi sebelum menerapkan tindakan pencegahan yang tepat (terlepas dari keadaan komputasi kuantum pada saat itu) tidak aman.
Memantau Negara Bangsa Lain
Sayangnya, Amerika Serikat tertinggal dalam mempersiapkan kuantum. Karena implikasi keamanan dari komputasi kuantum, banyak negara lain sedang dalam proses atau telah menerapkan jaringan kuantum, termasuk negara-negara yang menggunakan kendaraan udara tak berawak dan satelit. ,
Dengan menunjukkan kepemimpinan awal yang kuat dalam kemampuan dan infrastruktur kuantum, Tiongkok telah menginvestasikan lebih dari $15 miliar USD dalam teknologi kuantum. Pada tahun 2019, Iran meluncurkan laboratorium teknologi kuantum baru, yang pertama di Asia Barat dan Timur Tengah, tahun yang sama ketika Rusia merumuskan Peta Jalan Teknologi Kuantum dan Korea Utara mulai mengembangkan teknologi kuantum untuk menciptakan hubungan komando dan kendali yang sangat aman. antara Pyongyang dan lokasi peluncuran rudal utama. Pada tahun 2021, Rusia mengumumkan pengembangan prototipe komputer kuantum ion 4-qubit yang dapat menjadi dasar komputer kuantum masa depan yang dapat diakses cloud dalam waktu tiga tahun. Meskipun pemerintah AS baru-baru ini meningkatkan investasi pada teknologi kuantum melalui UU CHIPS, masih terdapat kebutuhan untuk menggunakan pendanaan tersebut dengan cara yang tepat dan cepat guna mencapai keamanan kuantum dan menjadi pemimpin dunia dalam hal teknologi kuantum. Pendanaan saat ini dan yang direncanakan mungkin berbeda-beda, namun pesannya jelas: pemerintah di seluruh dunia berlomba untuk menerapkan teknologi ini terlebih dahulu.
Mengatasi Ancaman Kuantum
Selama dekade berikutnya, teknologi kuantum akan berkembang pesat dan ada sejumlah tindakan pencegahan yang perlu dipertimbangkan. Dengan Kriptografi Pasca-Kuantum (PQC), ide dasarnya adalah mengganti, atau menambah, algoritma kriptografi klasik yang digunakan dengan algoritma yang dianggap aman-kuantum. Keuntungan utama metode ini adalah tidak bergantung pada jaringan kuantum dan dapat diterapkan pada jaringan klasik dan Internet yang sudah ada. Sayangnya, beberapa algoritma PQC, yang telah dikembangkan selama lebih dari lima tahun, mampu di-crack dalam waktu kurang dari beberapa jam pada laptop konvensional.
Distribusi Kunci Kuantum (QKD) biasanya mengacu pada protokol distribusi kunci kuantum “persiapan dan pengukuran” yang dijalankan dan diaktifkan oleh jaringan kuantum persiapan dan pengukuran (jaringan QKD). Metode ini memiliki beberapa keunggulan. Protokolnya sendiri terbukti aman karena hukum fisika kuantum memungkinkan kedua pihak yang berkomunikasi untuk dapat mendeteksi keberadaan penyadap, dan sistem QKD telah tersedia secara komersial selama beberapa tahun dari berbagai vendor. Kerugian utama QKD adalah memerlukan penerapan sumber daya yang mahal (perangkat QKD dan fiber), namun hanya memungkinkan satu aplikasi. Produk QKD generasi saat ini juga memiliki kerentanan karena implementasi perangkat kerasnya. Mereka rentan terhadap serangan saluran samping dan mengandalkan node relai yang tidak aman untuk jarak lebih dari 150 km.
Quantum Secure Communications (QSC) mengatasi kekurangan dan risiko keamanan QKD. Meskipun keamanan QSC juga didasarkan pada hukum fisika kuantum, keamanan ini bergantung pada fenomena kuantum yang berbeda dari QKD. Jika QKD mengandalkan teknologi persiapan dan pengukuran, QSC mengandalkan keterjeratan terdistribusi berkualitas tinggi. Protokol keamanan kuantum berbasis keterjeratan ini dijalankan dan diaktifkan oleh jaringan kuantum berbasis keterjeratan, dan terbukti aman. Berdasarkan sifat protokol dan jaringan ini, QSC tidak menghadapi kerentanan dari implementasi perangkat keras. Meskipun jaringan berbasis keterjeratan memerlukan penggunaan beberapa teknologi baru, jaringan tersebut tidak perlu dibangun seluruhnya dari awal. Jaringan ini memanfaatkan infrastruktur klasik yang ada, seperti berjalan melalui serat optik. Keunggulan lain dan pembeda utama QSC dibandingkan QKD adalah QSC berjalan pada jaringan universal: Komputasi kuantum terdistribusi dan penginderaan kuantum terdistribusi, di antara aplikasi revolusioner lainnya, dapat berjalan pada infrastruktur jaringan kuantum yang sama, memberikan nilai tambah bagi pengguna.
Rekomendasi Penanggulangan
QSC memberikan keamanan tambahan dan fleksibilitas dibandingkan dua tindakan pencegahan lainnya dan harus menjadi bagian dari setiap solusi yang direkomendasikan di masa mendatang. Namun, tindakan penanggulangan ini tidak bisa berdiri sendiri-sendiri. Komunikasi Aman Kuantum dan Kriptografi Pasca Kuantum dapat digunakan bersama sedemikian rupa sehingga musuh perlu memutus skema masing-masing untuk mengakses informasi yang aman.
Bertindak sekarang
Meskipun komputer kuantum yang cukup besar untuk memecahkan enkripsi tradisional saat ini belum diumumkan secara publik, revolusi kuantum sedang berjalan dengan baik. Kemajuan yang dicapai pada tahun 2022 memperjelas masa depan: ini bukan soal kapan teknologi kuantum akan melanggar protokol keamanan yang ada, namun bagaimana kita dapat mempersiapkan diri sebaik mungkin untuk menghadapi tantangan teknologi kuantum saat teknologi tersebut mencapai potensi penuhnya dan seterusnya. Sekaranglah waktunya untuk bertindak.
Michael Gaffney adalah Kepala Sektor Publik, Aliro Quantum, perusahaan jaringan kuantum permainan murni pertama. Gaffney baru-baru ini membuka kehadiran Aliro di Washington D.C. untuk mendukung perluasan inisiatif pemerintah dan sektor publik perusahaan tersebut setelah berkarir di bidang intelijen Angkatan Darat dan bertahun-tahun menerapkan solusi cloud dan keamanan untuk pemerintah.
Aliro Quantum adalah Sponsor Emas yang akan datang Acara IQT Quantum Cybersecurity di NYC, 25-27 Oktober 2022. Salah satu pendiri Michael Cubeddu akan membahas “Quantum Safe in the Military” pada 26 Oktoberth.
