By Kenna Hughes-Castleberry lagt ut 16. september 2022
Forbedret cybersikkerhet er en stor fordel for kvantedatabehandling, men hvordan vil denne nye teknologien bidra til å gjøre dette til en realitet (PC Adi Goldstein på UnSplash.com)
Mens kvantedatamaskiner byr på mange fordeler, som effektivitet og mer komplisert problemløsning, er en av de største fordelene som mange ser frem til en forbedring av cybersikkerhet. Som eksperter spår at USA vil bruke rundt $ 10 milliarder på cybersikkerhet innen 2027, vil denne industrien bli stadig mer relevant. På grunn av iboende naturer, som f.eks super or forviklinger, kan kvantedatabehandling gi sikkerhet på neste nivå, noe som kan foreslå store endringer for dataindustrien som helhet. Mange er også bekymret for at denne sikkerheten på neste nivå kan gi flere problemer enn fordeler, noe som gjør diskusjonen om kvante i cybersikkerhet til en ganske opphetet diskusjon.
Gjeldende cybersikkerhetsprosesser
Cybersikkerhet refererer ganske enkelt til beskytte sensitiv informasjon i et digitalt system fra eksponering. Mange datamaskiner bruker allerede dette kryptering praksis. Kryptering kjører på algoritmer, og det er to hovedtyper av algoritmer i klassisk kryptering. En er symmetrisk kryptering, hvor den samme nøkkelen brukes til både å kryptere og dekryptere data. I motsetning, asymmetrisk kryptering bruker to forskjellige nøkler, en krypteringsnøkkel (ofte kalt en offentlig nøkkel) og en dekrypteringsnøkkel (vanligvis kalt en privat nøkkel) for å dele data trygt. Siden disse nøklene kan være laget av tilfeldige tall ved hjelp av algoritmer, håper kvanteberegningsteam å utvikle en neste generasjon av disse algoritmer ved å bruke spesifikke kvanteegenskaper.
A War of Algoritms
Takket være kvante forviklinger, qubits (kjernebiten til en kvantedatamaskin) kan kobles sammen. Dette tillater redundans i informasjonsdeling, ettersom flere sammenfiltrede qubits kan sendes og redusere mengden informasjon som absorberes eller forringes. Siden sammenfiltring er en skjør tilstand, kan den brytes eller degraderes av påvirkning utenfra. Dette betyr at sammenfiltrede qubits også kan degraderes hvis en annen kilde leser dem i tillegg til avsenderen eller mottakeren, noe som gjør informasjonen sikrere. I tillegg til sammenfiltring, kan kvantealgoritmer kjøres for å lage raskere krypteringsnøkler ved hjelp av tilfeldige tallgeneratorer, samt løse dekrypteringskoder raskere. Disse faktorene gir kvantedatamaskiner en betydelig fordel innen cybersikkerhet.
Kvantedatamaskiner kan også kjøre flere algoritmer på en gang, noe som gjør dem effektive når det gjelder kryptering og kodebryting med rekordhastigheter. Selv om denne teknologien kan ha fordeler for cybersikkerhet, er mange også bekymret for at hvis disse datamaskinene er mer utbredt, kan internett bli mindre sikkert ettersom eldre sikkerhetsalgoritmer lett brytes av disse nye datamaskinene. En av disse personene er Walid Rjaibi, IBM Distinguished Engineer og Chief Technical Officer for Data Security hos IBM. Rjaibi skrev sammen med to andre forfattere en omfattende rapporterer for IBM om fordelene og risikoene ved kvanteberegning innen cybersikkerhet. "Som de fleste i bransjen, har mitt fokus så langt vært på å adressere risikoen kvantedatamaskiner utgjør for cybersikkerhet," forklarte Rjaibi. "Som du kanskje allerede vet, vil kvantedatamaskiner på et tidspunkt i fremtiden kunne bryte noen av de viktigste kryptografiske algoritmene som brukes i dag, som RSA, Diffie-Hellman og andre. Så det har gått mye arbeid i å komme opp med alternative algoritmer som vil være trygge selv mot angrep fra ondsinnede enheter som bruker kvantedatamaskiner." Dette skaper en konstant krig av algoritmer, ettersom algoritmer blir ødelagt av en kvantedatamaskin, og nye må lages for å opprettholde sikkerheten. Andre selskaper som QuSecure fokus på cybersikkerhet etter kvantedatabehandling. Ifølge en fersk QuSecure webinar, medgründer og COO for selskapet, Skip Sanzeri uttalte: "Trusselen ser ut til å bli verre der ute."
Mange som Rjaibi er bekymret for at de med disse datamaskinene kan ha en fordel i enten å dekode andres meldinger, eller kryptere sine egne meldinger som få andre kan lese, ettersom kvantedatamaskiner foreløpig kun brukes av noen få utvalgte. For å overvinne denne mulige perioden med ulikhet, liker selskaper KETS Quantum Security prøver å gjøre denne teknologien mer tilgjengelig for andre som bruker integrert brikketeknologi og fleksibel arkitektur for nettverk. "KETS utvikler banebrytende kvantesikkerhetsteknologier som kan utføre spesifikke kryptografiske oppgaver på en beviselig sikker måte," forklarte KETS administrerende direktør og medgründer Chris Erven. "Foruten det ytterste innen sikkerhet, er vi pionerene når det gjelder å bringe en brikkebasert tilnærming til disse løsningene. Hva dette betyr for kundene er at vi vil være i stand til å redusere kostnadene for disse systemene i stor skala (en nøkkelbarriere) samt utvikle en rekke forskjellige formfaktorer som er mindre og mye lettere integrert (en annen nøkkelbarriere) ." Systemer som disse kan bidra til å redusere kostnadene for denne teknologien og gjøre kvantekryptering mer utbredt.
Et postkvantenettverk
For de som ser fremover, forbi algoritmenes krig til når denne teknologien er mer tilgjengelig, er det andre problemer som dukker opp. Hovedsakelig, ettersom kvantekryptering blir neste nivå av cybersikkerhet, hva er nivået utover det? Siden cybersikkerhet er en bransje som utvikler seg konstant (hovedsakelig mellom hackere og utviklere), er kvanteteknologi kanskje bare én fase av utviklingen, men kan være den viktigste fasen, og flytter cybersikkerhetsindustrien inn i en post-kvanteverden.
Kenna Hughes-Castleberry er stabsskribent ved Inside Quantum Technology og Science Communicator ved JILA (et partnerskap mellom University of Colorado Boulder og NIST). Skriverytmene hennes inkluderer dypteknologi, metaverset og kvanteteknologi.
