By ซานดรา เฮลเซล โพสต์เมื่อ 25 ก.ค. 2022
Quantum News Briefs เปิดตัววันนี้พร้อมการรายงานข่าวจากวุฒิสภาสหรัฐอเมริกา ซึ่งสมาชิกวุฒิสภาได้เสนอร่างกฎหมายความมั่นคงปลอดภัยทางไซเบอร์เพื่อปรับปรุงการป้องกันของรัฐบาลกลางจากการประมวลผลควอนตัม ตามด้วยบทสรุปของบทความเชิงลึกที่หารือเกี่ยวกับความพยายามของ NSA ที่มีต่ออนาคตที่มีความยืดหยุ่นด้านควอนตัม ประกาศจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งเกาหลีเกี่ยวกับการสาธิตการทดลองเครือข่าย TF QKD ซึ่งเป็นเครือข่ายที่สองในโลกรองจากมหาวิทยาลัยโตรอนโตในแคนาดาและอื่นๆ
วุฒิสมาชิกแนะนำร่างพระราชบัญญัติความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่มุ่งปรับปรุงการป้องกันของรัฐบาลกลางต่อคอมพิวเตอร์ควอนตัม
วุฒิสมาชิกเมื่อวันที่ 21 กรกฎาคมได้นำเสนอร่างพระราชบัญญัติความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่มุ่งปรับปรุงการป้องกันของรัฐบาลกลางต่อการละเมิดข้อมูลที่เปิดใช้งานโดยการคำนวณควอนตัม พระราชบัญญัติการเตรียมความพร้อมด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก Sens Rob Portman (R-Ohio) และ Maggie Hassan (DN.H .) กำหนดให้หน่วยงานของรัฐบาลกลางต้องมีการป้องกันความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่ทันสมัยที่สุด เนื่องจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีความล้ำหน้าสูงและมีจำหน่ายอย่างกว้างขวาง
กฎหมาย Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act ซึ่งร่วมสนับสนุนโดย Sens. Rob Portman (R-Ohio) และ Maggie Hassan (DN.H.) จะกำหนดให้หน่วยงานของรัฐบาลกลางต้องมีการป้องกันความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่ทันสมัยที่สุด เนื่องจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีความก้าวหน้าอย่างมาก ขั้นสูงและแพร่หลาย บิลดังต่อไปนี้ สองคำสั่ง มุ่งเป้าไปที่การพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมที่ประธานาธิบดีไบเดนเปิดตัวในเดือนพฤษภาคม
ร่างกฎหมายทั้งสองฝ่ายกำหนดให้สำนักงานการจัดการและงบประมาณ (OMB) สร้างแนวทางสำหรับหน่วยงานรัฐบาลกลางเพื่อประเมินระบบที่สำคัญหนึ่งปีหลังจากที่สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) ออกมาตรฐานการเข้ารหัสหลังควอนตัมที่วางแผนไว้
กฎหมายยังกำหนดให้ OMB ส่งรายงานประจำปีไปยังสภาคองเกรส ซึ่งรวมถึงกลยุทธ์ในการจัดการกับความเสี่ยงด้านการเข้ารหัสหลังควอนตัม การให้เงินทุน และการวิเคราะห์ว่าหน่วยงานรัฐบาลกลางประสานงานและโยกย้ายไปสู่มาตรฐานการเข้ารหัสหลังควอนตัมอย่างไร
*****
NSA ก้าวไปสู่อนาคตที่มีความยืดหยุ่นควอนตัมอย่างไร
NSA ประกาศ แผนการเปลี่ยนระบบความมั่นคงแห่งชาติ (NSS) ไปใช้ชุดการเข้ารหัสที่ยืดหยุ่นด้วยควอนตัมใหม่ในปี 2015 แม้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังอยู่ในสถานะตัวอ่อน แต่ NSA อธิบายว่าภัยคุกคามของการประมวลผลด้วยควอนตัมถือเป็นข้อพิจารณาเบื้องต้นในการตัดสินใจถอนตัว ชุดรหัสก่อนหน้าเรียกว่า Suite B และเตรียมพร้อมสำหรับยุคหลังควอนตัม ของ ผลประโยชน์ของชาติ ได้เขียนบทความเชิงลึกเกี่ยวกับ NSA และความพยายามในการรักษาความปลอดภัยควอนตัม
การประกาศครั้งนี้นับเป็นครั้งแรกที่ NSA เปิดเผยต่อสาธารณะว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นภัยคุกคามร้ายแรงต่อการเข้ารหัส และที่สำคัญกว่านั้นคือถึงเวลาที่ต้องดำเนินการ สิ่งสำคัญที่ควรทราบก็คือ NSA พยายามหาวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มค่า ไม่ต้องสงสัยเลยว่า นี่จะเป็นอุปสรรคสำคัญสำหรับองค์กรต่างๆ ทั่วทั้งภาครัฐและเอกชนในช่วงการเปลี่ยนผ่านสู่ Post-Quantum Cryptography (PQC) NSA ได้เลื่อนเวลาไปที่สถาบันเทคโนโลยีมาตรฐานแห่งชาติ (NIST) เพื่อวิจัยโซลูชัน PQC และสรุปชุดอัลกอริธึมที่มีความยืดหยุ่นควอนตัมสำหรับใช้ใน NSS ความคุ้มทุนของแนวทางนี้จะขึ้นอยู่กับความสามารถของแต่ละองค์กรในการใช้อัลกอริธึมใหม่โดยรบกวนระบบที่มีอยู่น้อยที่สุด
เอ็นเอสเอก็มี ระบุ การนำ QKD ไปใช้งานบน NSS นั้นจำเป็นต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมาก และไม่เข้าข่ายเป็นโซลูชั่นรักษาความปลอดภัยควอนตัมที่ครอบคลุม ตามรายงานของ NSA QKD “จัดการกับภัยคุกคามด้านความปลอดภัยเพียงบางส่วนเท่านั้น และจำเป็นต้องมีการแก้ไขทางวิศวกรรมที่สำคัญกับระบบการสื่อสาร NSS NSA ไม่ถือว่า QKD เป็นโซลูชั่นรักษาความปลอดภัยที่ใช้งานได้จริงสำหรับการปกป้องข้อมูลความมั่นคงของชาติ” ความซับซ้อนของ QKD บ่อนทำลายเป้าหมายของ NSA ในการสร้างความปลอดภัยทางไซเบอร์ควอนตัมที่คุ้มต้นทุน ตามที่ระบุไว้ในประกาศปี 2015 NSA และ NIST ต่างให้การรับรอง PQC ว่าเป็นโซลูชันควอนตัมที่มีความยืดหยุ่นและคุ้มค่า และท้ายที่สุด PQC จะกลายเป็นมาตรฐานสำหรับการเข้ารหัสข้อมูลทั้งในภาครัฐและเอกชน
เส้นเวลาสำหรับความพยายามของ NSA ในการเปลี่ยนไปใช้ PQC นั้นสั้นลงอย่างมากเมื่อประธานาธิบดีไบเดนลงนามในเดือนมกราคม บันทึกความมั่นคงแห่งชาติ (NSM-8) เรื่อง “การปรับปรุงความปลอดภัยทางไซเบอร์ของความมั่นคงแห่งชาติ กระทรวงกลาโหม และระบบชุมชนข่าวกรอง” NSA ไม่สามารถรอจนถึงปี 2024 อีกต่อไปเพื่อให้ NIST ทำการสรุปมาตรฐาน PQC และตอนนี้ได้รับมอบหมายให้ตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานทางไซเบอร์ของ NSS ในปัจจุบัน และจัดทำแผนการเปลี่ยนแปลง PQC ทันที คำสั่งนี้เป็นจุดเริ่มต้นของวงจรการเติบโตที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ความปลอดภัยทางไซเบอร์สำหรับกระทรวงกลาโหม
*****
สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งเกาหลี (KIST ผู้อำนวยการซอกจิน ยุน) ประกาศว่าทีมวิจัยของพวกเขา ซึ่งก็คือศูนย์ข้อมูลควอนตัม ซึ่งนำโดยผู้อำนวยการซัง วุค ฮัน ประสบความสำเร็จในการสาธิตการทดลองเครือข่าย TF QKD ที่ใช้งานได้จริง นี่เป็นการสาธิตการทดลองครั้งที่สองของเครือข่าย TF QKD ในโลกรองจากมหาวิทยาลัยโตรอนโตในแคนาดา
ในการศึกษาของพวกเขาตีพิมพ์ใน npj ข้อมูลควอนตัมทีมวิจัยได้เสนอโครงสร้างเครือข่าย TF QKD ใหม่ที่สามารถปรับขนาดเป็นเครือข่ายแบบสองต่อกลุ่ม (2:N) โดยอิงตามมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งโพลาไรเซชัน เวลา และความยาวคลื่น แตกต่างจากการสาธิตครั้งแรกของมหาวิทยาลัยโตรอนโตที่ใช้โครงสร้างเครือข่ายแบบวงแหวน สถาปัตยกรรมของทีมวิจัยนั้นใช้เครือข่ายแบบดาว สัญญาณควอนตัมใน a โครงสร้างวงแหวน จะต้องผ่านผู้ใช้ทุกคนที่เชื่อมต่อกับวงแหวน อย่างไรก็ตาม โครงสร้างแบบดาวจะต้องผ่านศูนย์กลางเท่านั้น ทำให้สามารถนำระบบ QKD ที่ใช้งานได้จริงมาใช้มากขึ้น
*****
ตัวเลขควอนตัมปลดล็อกพลังการคำนวณมากขึ้นด้วยอนุภาคควอนตัมที่น้อยลง
ทีมงานที่นำโดยโธมัส มอนซ์จากภาควิชาฟิสิกส์ทดลองที่มหาวิทยาลัยอินส์บรุค ปัจจุบันประสบความสำเร็จในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถทำการคำนวณตามอำเภอใจด้วยสิ่งที่เรียกว่า หลักควอนตัม (qudits)จึงปลดล็อกพลังการคำนวณได้มากขึ้นด้วยอนุภาคควอนตัมที่น้อยลง
แม้ว่าการจัดเก็บข้อมูลเป็นศูนย์และศูนย์จะไม่ใช่วิธีคำนวณที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด แต่ก็เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด ความเรียบง่ายมักจะหมายถึงความน่าเชื่อถือและความทนทานต่อข้อผิดพลาด ดังนั้นข้อมูลไบนารี่จึงกลายเป็นมาตรฐานที่ไม่มีใครทักท้วงสำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิก
ในโลกควอนตัม สถานการณ์ค่อนข้างแตกต่างออกไป ตัวอย่างเช่น ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมของอินส์บรุค ข้อมูลจะถูกจัดเก็บไว้ในอะตอมแคลเซียมที่ติดอยู่แต่ละตัว แต่ละอะตอมเหล่านี้มีสถานะที่แตกต่างกันแปดสถานะโดยธรรมชาติ ซึ่งโดยทั่วไปมีเพียงสองสถานะเท่านั้นที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูล อันที่จริงคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีอยู่เกือบทั้งหมดสามารถเข้าถึงสถานะควอนตัมได้มากกว่าที่ใช้ในการคำนวณ เผยแพร่ฉบับสมบูรณ์ใน Science Daily
*****
