Квантовая информатика (QIS) предлагает новый мир вычислительных возможностей, недоступных сегодняшним классическим вычислениям. В то же время QIS угрожает криптографическим алгоритмам, на которых построена современная цифровая безопасность и конфиденциальность.
Белый дом недавно опубликовал «Меморандум о национальной безопасности о продвижении лидерства США в области квантовых вычислений при одновременном снижении рисков для уязвимых криптографических систем», или НСМ-10. Меморандум представляет собой план администрации Байдена по сохранению конкурентного преимущества страны в QIS, не ставя под угрозу национальную безопасность. Меморандум разделен на четыре раздела, в каждом из которых излагаются конкретные шаги по достижению этого баланса.
Раздел 1. Политика
В разделе 1 изложены общие принципы администрации: «(1) поддерживать лидерство Соединенных Штатов в QIS за счет постоянных инвестиций, партнерских отношений и сбалансированного подхода к продвижению и защите технологий; и (2) уменьшить угрозу CRQC посредством своевременного и справедливого перехода национальных криптографических систем на интероперабельную квантово-устойчивую криптографию».
CRQC, о которых вы, возможно, раньше не слышали, представляют собой «квантовые компьютеры, имеющие отношение к криптоанализу», или квантовые компьютеры, которые стали достаточно мощными в вычислительном отношении, чтобы взломать сегодняшнюю криптографию с открытым ключом. Квантово-устойчивая криптография, также известная как «постквантовая криптография» или PQC, представляет собой новые криптографические алгоритмы, которые, как считается, устойчивы к атакам со стороны как классических вычислений, так и CRQC. Национальный институт стандартов и технологий (NIST) в настоящее время находится в процессе выбора набора алгоритмов PQC для стандартизации.
Раздел 2. Продвижение лидерства США
Раздел 2 призывает к активному подходу к исследованиям и разработкам (НИОКР) QIS. Это должно быть достигнуто за счет инвестиций в основные исследовательские программы QIS, расширения программ образования и рабочей силы, а также сосредоточения внимания на развитии и укреплении партнерских отношений между промышленностью, академическими учреждениями, союзниками и странами-единомышленниками.
Кроме того, в течение 90 дней с момента подписания этого меморандума агентства, финансирующие исследования, разработку или приобретение квантовых компьютеров, должны найти контактного лица в Национальном бюро квантовой координации. Они должны обмениваться информацией и передовым опытом для обеспечения последовательной национальной стратегии продвижения QIS и защиты технологий.
Раздел 3. Снижение рисков для шифрования
В разделе 3 приоритет отдается переходу к квантово-устойчивой криптографии к 2035 году и использованию криптографических гибких структур для содействия этому переходу. Для достижения этой цели дается большое количество директив агентств, и центральное место в обсуждении занимают NIST и Агентство национальной безопасности (АНБ), которые активно разрабатывают технические стандарты для внедрения и развертывания в своих соответствующих юрисдикциях. Ожидается, что первая волна этих стандартов будет ратифицирована к 2024 году. В этом разделе представлен продолжительный график действий агентства в течение следующего года с сохранением обязательств по отчетности в будущем.
Обратите внимание, что CCC провел семинар (дополнительная информация ниже) о постквантовой миграции и криптографической гибкости, которые освещаются в разделе 3.
Раздел 4. Защита технологий США
В четвертом разделе признается необходимость того, чтобы правительство США защищало соответствующие квантовые исследования и разработки и интеллектуальную собственность (ИС) от киберпреступлений и краж. Для этого требуются образовательные кампании для представителей отрасли, научных кругов и партнеров на уровне штатов, местных племен и территорий (SLTT) об угрозе кражи ИС и о важности строгого соблюдения требований, обнаружения инсайдерских угроз и федеральных правоохранительных органов.
К 31 декабря 2022 года главы агентств, связанных с технологиями QIS, должны разработать комплексные планы защиты технологий для защиты исследований и разработок QIS, приобретения технологий и доступа пользователей. Эти планы будут обновляться ежегодно и предоставляться помощнику президента по вопросам национальной безопасности (APNSA), директору Административно-бюджетного управления (OMB) и сопредседателям подкомитета Национального совета по науке и технологиям по экономическим вопросам. и последствия квантовой науки для безопасности.
Консорциум вычислительного сообщества уже давно занимается выявлением и обсуждением потенциальных возможностей и угроз QIS. Особенно:
Вы можете полностью прочитать меморандум NSM-10, выпущенный 4 мая 2022 г. здесь.
