By เคนน่า ฮิวจส์-คาสเซิลเบอร์รี่ โพสต์เมื่อ 16 ก.ย. 2022
การรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่ได้รับการปรับปรุงเป็นประโยชน์อย่างมากต่อการคำนวณควอนตัม แต่เทคโนโลยีใหม่นี้จะช่วยทำให้สิ่งนี้เป็นจริงได้อย่างไร (PC Adi Goldstein บน UnSplash.com)
ในขณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีมากมาย ผลประโยชน์ เช่น ประสิทธิภาพและการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนมากขึ้น หนึ่งในประโยชน์สูงสุดที่หลายคนตั้งตารอคือการปรับปรุงความปลอดภัยทางไซเบอร์ ดังที่ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าสหรัฐจะใช้จ่ายประมาณนี้ $ 10 พันล้าน เกี่ยวกับความปลอดภัยทางไซเบอร์ภายในปี 2027 อุตสาหกรรมนี้จะมีความเกี่ยวข้องมากขึ้น เนื่องจากธรรมชาติโดยธรรมชาติเช่น การทับซ้อน or สิ่งกีดขวางการประมวลผลแบบควอนตัมสามารถมอบความปลอดภัยอีกระดับ ซึ่งอาจบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของอุตสาหกรรมการประมวลผลโดยรวม หลายคนยังกังวลว่าการรักษาความปลอดภัยในระดับต่อไปนี้อาจสร้างปัญหามากกว่าประโยชน์ ซึ่งทำให้การอภิปรายเรื่องควอนตัมในความปลอดภัยทางไซเบอร์เป็นการสนทนาที่ค่อนข้างดุเดือด
กระบวนการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ในปัจจุบัน
ความปลอดภัยทางไซเบอร์นั้นหมายถึง ปกป้อง ข้อมูลที่ละเอียดอ่อนภายในระบบดิจิทัลจากการสัมผัส คอมพิวเตอร์หลายเครื่องกำลังใช้สิ่งนี้อยู่แล้ว การเข้ารหัสลับ การปฏิบัติ การเข้ารหัสทำงานบนอัลกอริธึม และมีอัลกอริธึมหลักสองประเภทในการเข้ารหัสแบบคลาสสิก หนึ่งคือ การเข้ารหัสแบบสมมาตรโดยที่ใช้คีย์เดียวกันในการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูล ในทางตรงกันข้าม, การเข้ารหัสแบบอสมมาตร ใช้คีย์ที่แตกต่างกันสองคีย์ คีย์เข้ารหัส (มักเรียกว่าคีย์สาธารณะ) และคีย์ถอดรหัส (มักเรียกว่าคีย์ส่วนตัว) เพื่อแบ่งปันข้อมูลอย่างปลอดภัย เนื่องจากคีย์เหล่านี้อาจสร้างขึ้นจากตัวเลขสุ่มโดยใช้อัลกอริธึม ทีมคอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงหวังที่จะพัฒนารุ่นต่อไปของสิ่งเหล่านี้ อัลกอริทึม โดยใช้คุณสมบัติควอนตัมจำเพาะ
สงครามแห่งอัลกอริทึม
ขอบคุณควอนตัม สิ่งกีดขวาง, qubits (บิตคอร์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัม) สามารถเชื่อมต่อได้โดยธรรมชาติ สิ่งนี้ทำให้เกิดความซ้ำซ้อนในการแบ่งปันข้อมูล เนื่องจากสามารถส่งคิวบิตที่พันกันมากขึ้นและลดปริมาณข้อมูลที่ถูกดูดซับหรือลดระดับลง เนื่องจากการพัวพันเป็นสภาวะที่เปราะบาง อิทธิพลภายนอกจึงสามารถแตกหักหรือลดระดับลงได้ ซึ่งหมายความว่าคิวบิตที่พันกันสามารถลดระดับลงได้หากแหล่งอื่นอ่านข้อมูลเหล่านั้นนอกเหนือจากผู้ส่งหรือผู้รับ ทำให้ข้อมูลมีความปลอดภัยมากขึ้น นอกจากการพัวพันแล้ว อัลกอริธึมควอนตัมยังสามารถเรียกใช้เพื่อสร้างคีย์เข้ารหัสที่รวดเร็วยิ่งขึ้นโดยใช้ตัวสร้างตัวเลขสุ่ม รวมถึงแก้ไขรหัสถอดรหัสได้เร็วขึ้น ปัจจัยเหล่านี้ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์
คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังสามารถเรียกใช้อัลกอริธึมหลายตัวในคราวเดียว ทำให้มีประสิทธิภาพในการเข้ารหัสและทำลายโค้ดด้วยความเร็วที่บันทึกได้ แม้ว่าเทคโนโลยีนี้จะมีประโยชน์ต่อความปลอดภัยทางไซเบอร์ แต่หลายคนก็กังวลว่าหากคอมพิวเตอร์เหล่านี้แพร่หลายมากขึ้น อินเทอร์เน็ตอาจมีความปลอดภัยน้อยลง เนื่องจากอัลกอริธึมความปลอดภัยแบบเก่าถูกทำลายได้ง่ายโดยคอมพิวเตอร์ใหม่เหล่านี้ หนึ่งในบุคคลเหล่านี้ก็คือ วาลิด รายบี, วิศวกรที่โดดเด่นของ IBM และประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคนิคฝ่ายความปลอดภัยของข้อมูลของ IBM Rjaibi พร้อมด้วยนักเขียนอีกสองคนเขียนบทความอย่างกว้างขวาง รายงาน สำหรับ IBM เกี่ยวกับประโยชน์และความเสี่ยงของการประมวลผลควอนตัมในความปลอดภัยทางไซเบอร์ “เช่นเดียวกับส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรม จนถึงตอนนี้ฉันมุ่งเน้นไปที่การจัดการกับความเสี่ยงที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีต่อความปลอดภัยทางไซเบอร์” Rjaibi อธิบาย “ดังที่คุณอาจทราบแล้วว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะสามารถทำลายอัลกอริธึมการเข้ารหัสที่สำคัญบางอย่างที่ใช้อยู่ในปัจจุบันได้ในอนาคต เช่น RSA, Diffie-Hellman และอื่นๆ ดังนั้น จึงมีงานมากมายที่ต้องคิดค้นอัลกอริธึมทางเลือกที่จะปลอดภัยแม้จะถูกโจมตีโดยหน่วยงานที่เป็นอันตรายโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม” สิ่งนี้ทำให้เกิดสงครามอัลกอริธึมอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากอัลกอริธึมถูกทำลายโดยคอมพิวเตอร์ควอนตัม และจะต้องสร้างอัลกอริธึมใหม่เพื่อรักษาความปลอดภัย บริษัทอื่นชอบ คิวซีเคียว มุ่งเน้นไปที่ความปลอดภัยทางไซเบอร์ของการประมวลผลหลังควอนตัม ตาม QuSecure ล่าสุด webinarSkip Sanzeri ผู้ร่วมก่อตั้งและ COO ของบริษัท กล่าวว่า "ภัยคุกคามดูเหมือนจะเลวร้ายลงเรื่อยๆ"
หลายๆ คนเช่น Rjaibi กังวลว่าผู้ที่มีคอมพิวเตอร์เหล่านี้อาจมีข้อได้เปรียบในการถอดรหัสข้อความของผู้อื่น หรือเข้ารหัสข้อความของตนเองซึ่งมีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่สามารถอ่านได้ เนื่องจากปัจจุบันคอมพิวเตอร์ควอนตัมถูกใช้โดยคนเพียงไม่กี่คนเท่านั้น เพื่อเอาชนะช่วงเวลาแห่งความไม่เท่าเทียมกันนี้ บริษัทต่างๆ เช่น เกทส์ Quantum Security พยายามทำให้เทคโนโลยีนี้เข้าถึงได้มากขึ้นสำหรับผู้อื่นที่ใช้ เทคโนโลยีชิปรวม และสถาปัตยกรรมที่ยืดหยุ่นสำหรับเครือข่าย “KETS กำลังพัฒนาเทคโนโลยีความปลอดภัยควอนตัมที่ล้ำสมัย ซึ่งสามารถทำงานด้านการเข้ารหัสที่เฉพาะเจาะจงได้ในลักษณะที่ปลอดภัยที่พิสูจน์ได้” ซีอีโอและผู้ร่วมก่อตั้ง KETS อธิบาย คริส เออร์เวน. “นอกเหนือจากการรักษาความปลอดภัยสูงสุดแล้ว เรายังเป็นผู้บุกเบิกการนำแนวทางที่ใช้ชิปมาสู่โซลูชันเหล่านี้ สิ่งนี้มีความหมายต่อลูกค้าคือ เราจะสามารถลดต้นทุนของระบบเหล่านี้ได้ในวงกว้าง (อุปสรรคสำคัญ) ตลอดจนพัฒนาปัจจัยรูปแบบต่างๆ ที่หลากหลายซึ่งมีขนาดเล็กลงและบูรณาการได้ง่ายขึ้นมาก (อุปสรรคสำคัญอีกประการหนึ่ง) ” ระบบเช่นนี้อาจช่วยลดต้นทุนของเทคโนโลยีนี้ และทำให้การเข้ารหัสควอนตัมแพร่หลายมากขึ้น
เครือข่ายหลังควอนตัม
สำหรับผู้ที่มองไปข้างหน้า ผ่านสงครามอัลกอริธึมไปจนถึงเมื่อเทคโนโลยีนี้เข้าถึงได้มากขึ้น ยังมีปัญหาอื่นๆ เกิดขึ้นอีกด้วย โดยหลักแล้ว เมื่อการเข้ารหัสควอนตัมกลายเป็นระดับถัดไปของความปลอดภัยทางไซเบอร์ แล้วระดับที่นอกเหนือจากนั้นคืออะไร? เนื่องจากความปลอดภัยทางไซเบอร์เป็นอุตสาหกรรมที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง (ส่วนใหญ่ระหว่างแฮกเกอร์และนักพัฒนา) เทคโนโลยีควอนตัมอาจเป็นเพียงระยะหนึ่งของการพัฒนา แต่อาจเป็นระยะที่สำคัญที่สุด โดยเปลี่ยนอุตสาหกรรมความปลอดภัยทางไซเบอร์ไปสู่โลกหลังควอนตัม
Kenna Hughes-Castleberry เป็นนักเขียนที่ Inside Quantum Technology และ Science Communicator ที่ JILA (ความร่วมมือระหว่าง University of Colorado Boulder และ NIST) จังหวะการเขียนของเธอมีทั้ง Deep Tech, Metaverse และเทคโนโลยีควอนตัม
