Khoa học thông tin lượng tử (QIS) mang đến một thế giới mới về khả năng tính toán vượt xa tầm với của điện toán cổ điển ngày nay. Đồng thời, QIS đe dọa các thuật toán mã hóa mà dựa trên đó xây dựng bảo mật và quyền riêng tư kỹ thuật số hiện đại.
Nhà Trắng gần đây đã công bố “Biên bản ghi nhớ an ninh quốc gia về việc thúc đẩy vai trò lãnh đạo của Hoa Kỳ trong lĩnh vực điện toán lượng tử đồng thời giảm thiểu rủi ro đối với các hệ thống mật mã dễ bị tổn thương”, hoặc NSM-10. Bản ghi nhớ thể hiện kế hoạch của Chính quyền Biden nhằm duy trì lợi thế cạnh tranh của Quốc gia trong QIS mà không gây nguy hiểm cho an ninh quốc gia. Bản ghi nhớ được chia thành bốn phần, mỗi phần nêu ra các bước cụ thể để đạt được sự cân bằng này.
Phần 1. Chính sách
Phần 1 phác thảo các chính sách bao quát của chính quyền: “(1) duy trì sự lãnh đạo của Hoa Kỳ trong QIS, thông qua đầu tư liên tục, quan hệ đối tác và cách tiếp cận cân bằng để thúc đẩy và bảo vệ công nghệ; và (2) để giảm thiểu mối đe dọa từ CRQC thông qua việc chuyển đổi kịp thời và công bằng các hệ thống mật mã của Quốc gia sang mật mã kháng lượng tử có thể tương tác.”
CRQC mà có thể bạn chưa từng nghe đến trước đây là “máy tính lượng tử có liên quan đến phân tích mật mã” hoặc máy tính lượng tử đã trở nên đủ mạnh về mặt tính toán để phá vỡ mật mã khóa công khai ngày nay. Mật mã kháng lượng tử, còn được gọi là “mật mã hậu lượng tử” hay PQC, là các thuật toán mật mã mới được cho là có khả năng chống lại sự tấn công của cả điện toán cổ điển cũng như CRQC. Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) hiện đang trong quá trình lựa chọn bộ thuật toán PQC để tiêu chuẩn hóa.
Phần 2. Thúc đẩy vai trò lãnh đạo của Hoa Kỳ
Phần 2 kêu gọi cách tiếp cận chủ động đối với nghiên cứu và phát triển (R&D) của QIS. Điều này sẽ được thực hiện thông qua đầu tư vào các chương trình nghiên cứu QIS cốt lõi, mở rộng các chương trình giáo dục và lực lượng lao động, đồng thời tập trung phát triển và tăng cường quan hệ đối tác giữa ngành công nghiệp, tổ chức học thuật, đồng minh và các quốc gia có cùng chí hướng.
Ngoài ra, trong vòng 90 ngày kể từ bản ghi nhớ này, các cơ quan tài trợ cho nghiên cứu, phát triển hoặc mua máy tính lượng tử phải xác định mối liên hệ với Văn phòng Điều phối Lượng tử Quốc gia. Họ phải chia sẻ thông tin và các phương pháp hay nhất để đảm bảo chiến lược quốc gia mạch lạc nhằm thúc đẩy QIS và bảo vệ công nghệ.
Phần 3. Giảm thiểu rủi ro đối với mã hóa
Phần 3 ưu tiên chuyển đổi sang mật mã kháng lượng tử vào năm 2035 và sử dụng các khung linh hoạt về mật mã để hỗ trợ quá trình chuyển đổi đó. Một số lượng lớn các chỉ thị của cơ quan được đưa ra để thực hiện mục tiêu này và trọng tâm của cuộc thảo luận là NIST và Cơ quan An ninh Quốc gia (NSA), cả hai đều đang tích cực phát triển các tiêu chuẩn kỹ thuật để thực hiện và triển khai trong phạm vi quyền hạn tương ứng của họ. Đợt đầu tiên của các tiêu chuẩn này dự kiến sẽ được phê chuẩn vào năm 2024. Phần này cung cấp một lịch trình dài về các hành động của cơ quan trong năm tới cùng với việc tiếp tục thực hiện các nghĩa vụ báo cáo trong tương lai.
Lưu ý rằng CCC đã tổ chức một hội thảo (thêm thông tin bên dưới) về di chuyển lượng tử sau và tính linh hoạt của mật mã mà Phần 3 nêu bật.
Phần 4. Bảo vệ công nghệ Hoa Kỳ
Phần bốn thừa nhận sự cần thiết của chính phủ Hoa Kỳ trong việc bảo vệ hoạt động R&D lượng tử và sở hữu trí tuệ (IP) có liên quan khỏi tội phạm mạng và trộm cắp. Điều này đòi hỏi các chiến dịch giáo dục dành cho các đối tác trong ngành, học viện và Tiểu bang, địa phương, Bộ lạc và lãnh thổ (SLTT) về mối đe dọa trộm cắp tài sản trí tuệ cũng như tầm quan trọng của việc tuân thủ chặt chẽ, phát hiện mối đe dọa nội bộ và thực thi pháp luật liên bang.
Trước ngày 31 tháng 2022 năm XNUMX, người đứng đầu các cơ quan liên quan đến công nghệ QIS phải phát triển các kế hoạch bảo vệ công nghệ toàn diện để bảo vệ hoạt động R&D, tiếp thu công nghệ và quyền truy cập của người dùng của QIS. Các kế hoạch này sẽ được cập nhật hàng năm và cung cấp cho Trợ lý Chủ tịch An ninh Quốc gia (APNSA), Giám đốc Văn phòng Quản lý và Ngân sách (OMB), và Đồng Chủ tịch Tiểu ban Hội đồng Khoa học và Công nghệ Quốc gia về Kinh tế. và Ý nghĩa An ninh của Khoa học Lượng tử.
Hiệp hội Cộng đồng Máy tính có lịch sử hoạt động xác định và thảo luận về các khả năng cũng như mối đe dọa tiềm ẩn của QIS. Đặc biệt:
Bạn có thể đọc toàn bộ bản ghi nhớ NSM-10 được phát hành vào ngày 4 tháng 2022 năm XNUMX tại đây.
