By Кенна Хьюз-Каслберрі опубліковано 16 вересня 2022 р
Покращена кібербезпека є великою перевагою для квантових обчислень, але як ця нова технологія допоможе втілити це в реальність (PC Adi Goldstein на UnSplash.com)
Хоча квантові комп’ютери пропонують багато вигоди наприклад, ефективність і складніше вирішення проблем, однією з найбільших переваг, на яку багато хто з нетерпінням чекає, є підвищення рівня кібербезпеки. Як прогнозують експерти, США витратить близько 10 млрд доларів на кібербезпеку до 2027 року ця галузь ставатиме все більш актуальною. Завдяки притаманним природам, як напр суперпозиція or заплутаність, квантові обчислення можуть забезпечити наступний рівень безпеки, що може свідчити про значні зміни для обчислювальної галузі в цілому. Багато хто також стурбований тим, що цей новий рівень безпеки може створити більше проблем, ніж переваг, роблячи обговорення квантової кібербезпеки досить бурхливим.
Поточні процеси кібербезпеки
Кібербезпека просто стосується захищає конфіденційної інформації в цифровій системі. Багато комп’ютерів уже використовують це шифрування практики. Шифрування виконується на основі алгоритмів, і в класичному шифруванні є два основних типи алгоритмів. Один є симетричне шифрування, де той самий ключ використовується як для шифрування, так і для дешифрування даних. У контрасті, асиметричне шифрування використовує два різні ключі: ключ шифрування (який часто називають відкритим ключем) і ключ дешифрування (зазвичай його називають закритим ключем) для безпечного обміну даними. Оскільки ці ключі можуть бути створені з випадкових чисел за допомогою алгоритмів, команди квантових обчислень сподіваються розробити наступне покоління цих ключів. алгоритми використовуючи специфічні квантові властивості.
Війна алгоритмів
Завдяки квантовому заплутаність, кубіти (основний біт квантового комп’ютера) за своєю суттю можуть бути пов’язані. Це забезпечує резервування обміну інформацією, оскільки можна надсилати більше заплутаних кубітів і зменшувати кількість інформації, яка поглинається або погіршується. Оскільки заплутаність є крихким станом, вона може бути порушена або погіршена зовнішнім впливом. Це означає, що заплутані кубіти також можуть погіршуватися, якщо їх читає інший джерело, окрім відправника чи одержувача, що робить інформацію більш безпечною. Окрім заплутування, можна запускати квантові алгоритми для створення швидших ключів шифрування за допомогою генераторів випадкових чисел, а також швидше розгадувати коди дешифрування. Ці фактори дають квантовим комп’ютерам значну перевагу в кібербезпеці.
Квантові комп’ютери також можуть запускати кілька алгоритмів одночасно, що робить їх ефективними в шифруванні та зламі кодів із рекордною швидкістю. Хоча ця технологія може мати переваги для кібербезпеки, багато хто також стурбовані тим, що якщо ці комп’ютери будуть більш поширеними, Інтернет може стати менш безпечним, оскільки ці нові комп’ютери легко зламатимуть старі алгоритми безпеки. Одна з цих осіб Валід Рджайбі, заслужений інженер IBM і головний технічний директор із захисту даних IBM. Рджайбі разом із двома іншими авторами написав великий твір звітом для IBM про переваги та ризики квантових обчислень у кібербезпеці. «Як і більшість представників галузі, поки що я зосереджувався на усуненні ризиків, які квантові комп’ютери створюють для кібербезпеки», — пояснив Рджаібі. «Як ви, можливо, вже знаєте, квантові комп’ютери в якийсь момент у майбутньому зможуть зламати деякі ключові криптографічні алгоритми, які використовуються сьогодні, такі як RSA, Діффі-Хеллмана та інші. Тому багато роботи було витрачено на розробку альтернативних алгоритмів, які будуть безпечні навіть проти атак зловмисників за допомогою квантових комп’ютерів». Це створює постійну війну алгоритмів, оскільки алгоритми ламаються квантовим комп’ютером, і для підтримки безпеки потрібно створювати нові. Інші компанії люблять QuSecure зосередитися на кібербезпеці після квантових обчислень. Згідно з нещодавнім QuSecure webinar, співзасновник і головний операційний директор компанії, Скіп Санзері заявив: «Схоже, загроза дедалі погіршується».
Багато хто, як Rjaibi, стурбовані тим, що ті, хто володіють такими комп’ютерами, можуть мати перевагу або в декодуванні чужих повідомлень, або в шифруванні своїх власних повідомлень, які мало хто може прочитати, оскільки квантовими комп’ютерами зараз користуються лише деякі обрані. Щоб подолати цей можливий період нерівності, компанії люблять KETS Quantum Security намагається зробити цю технологію більш доступною для інших користувачів технологія інтегрованого чіпа і гнучка архітектура для мереж. «KETS розробляє передові технології квантової безпеки, які можуть виконувати певні криптографічні завдання доведено безпечним способом», — пояснив генеральний директор і співзасновник KETS. Кріс Ервен. «Крім максимальної безпеки, ми є піонерами впровадження підходу на основі чіпів до цих рішень. Для клієнтів це означає, що ми зможемо знизити витрати на ці системи в масштабі (ключова перешкода), а також розробити низку різних форм-факторів, які є меншими та легшими для інтеграції (ще одна ключова перешкода). .” Такі системи можуть допомогти знизити вартість цієї технології та зробити квантове шифрування більш поширеним.
Постквантова мережа
Для тих, хто дивиться вперед, минувши війну алгоритмів до того, коли ця технологія стане більш доступною, виникають інші проблеми. Головним чином, оскільки квантове шифрування стає наступним рівнем кібербезпеки, який рівень буде далі? Оскільки кібербезпека — це галузь, яка постійно розвивається (головним чином між хакерами та розробниками), квантова технологія може бути лише одним із етапів еволюції, але може бути найважливішою фазою, яка переводить галузь кібербезпеки у постквантовий світ.
Кенна Хьюз-Кастлберрі є штатним автором Inside Quantum Technology і науковим комунікатором JILA (партнерство між Університетом Колорадо в Боулдері та NIST). Її ритми написання включають глибинні технології, метавсесвіт і квантові технології.
