آینده امنیت کوانتومی
در حالی که وعده محاسبات کوانتومی تا حدودی در حد تئوری باقی مانده است، در سال 2023 شاهد رشد سریع برنامه‌های ملموس، از بسترهای آزمایشی شبکه‌های کوانتومی مترو تا آزمایش‌های صنعتی با امنیت کوانتومی بودیم.
در سال 2024، پنج روند زیر و اینکه چگونه می‌توانند بر پذیرش کوانتومی تأثیر بگذارند، دارای اهمیت است.
حملات «اکنون برداشت کنید، بعداً رمزگشایی کنید» تسریع می‌شود.
احتمال سرقت و نگهداری داده‌های رمزگذاری‌شده توسط مجرمان سایبری تا زمانی که فناوری مانند محاسبات کوانتومی بتواند اطلاعات را رمزگشایی کند وجود دارد و انتظار می‌رود که سرعت و شدت این نوع حملات در سال 2024 تشدید شود.
متأسفانه بیشتر قربانیان معتقدند که تا یک رایانه کوانتومی رمزنگاری مرتبط بتواند رمزگذاری آن‌ها را بشکند، زمان دارند ولی واقعیت این است که «اکنون که درو می‌شوید و اطلاعات شما برداشته می‌شود» آسیب به شما وارد شده است.
بهتر است با گزینه‌های امن کوانتومی مانند QKD (توزیع کلید کوانتومی) به‌عنوان یک استراتژی امنیتی چند وجهی که از داده‌های رمزگذاری‌شده حتی در صورت دزدیده شدن محافظت می‌کند، آشنا شوید.
تحقیق در مورد کیوبیت‌های کوانتومی از کمیت به کیفیت تصحیح خطا تغییر خواهد کرد.
«نویز» یعنی یک ویکت چسبنده که پیشرفت محاسبات کوانتومی را محدود می‌کند. از آنجایی که محاسبات کوانتومی بر اساس فوتون‌های نور ارسال شده از طریق کابل‌های فیبر نوری است، عوامل محیطی می‌توانند انتقال را مختل کنند و بر ثبات و دقت محاسبات کوانتومی تأثیر بگذارند. این عوامل فیزیکی شامل نوسانات دما، زمان انسجام کیوبیت، تداخل الکترومغناطیسی یا حتی ارتعاشات زمینی که در آن کابل گذاشته شده است.
اما در سال 2024، شاهد پیشرفت قابل توجهی برای کاهش نویز کوانتومی هستیم. با استفاده از هوش مصنوعی و سایر فناوری‌های یادگیری ماشین، محققان باید بتوانند تصحیح خطا را سرعت بخشند که به نوبه خود باعث توسعه سریع‌تر برنامه‌های کوانتومی تجاری می‌شود.
مدیریت مؤثر نویز، می‌تواند ارتباطات کوانتومی را تثبیت کند و آن‌ها را قادر می‌سازد برای مدت طولانی‌تر و در فواصل مختلف بدون خطا کار کنند.
برنامه‌های کاربردی QKD تا به امروز بیشتر بر مفهوم گره‌های قابل اعتماد متکی بوده‌اند. دستگاه‌های «آلیس» و «باب» در هر انتهای ارتباط برای رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها وجود دارند که توسط کلیدهای امنیتی تولید شده به‌طور تصادفی که فقط برای فرستنده و گیرنده شناخته می‌شوند، محافظت می‌گردد.
توزیع کلید کوانتومی مستقل از دستگاه (DIQKD)، یک پروتکل رمزنگاری است که امنیت QKD را بدون اتکا به دستگاه تضمین می‌کند.
DIQKD تولید این کلیدهای مخفی را از طریق یک کانال ارتباطی غیرقابل اعتماد با استفاده از دستگاه‌های نامشخص فعال می‌کند. این بدان معناست که حتی اگر دستگاه‌ها به خطر بیفتند یا قابل اعتماد نباشند، DIQKD همچنان می‌تواند توزیع کلید امن را ارائه دهد. به این ترتیب با افزودن DIQKD می‌توان به امنیت دفاعی جامع خود برای مشاهده مزایای حفاظت در سطح کوانتومی، از مزیت پذیرنده اولیه استفاده نمود.
گوگل و آی‌بی‌ام بر روی ترانسمون‌های ابررایانه تمرکز کرده‌اند. Honeywell و IonQ از محاسبات کوانتومی یونی به دام افتاده استفاده می‌کنند. شرکت‌های کوانتومی نوظهور مانند Xanadu Quantum Technologies، Orca Computing و PsiQuantum از محاسبات کوانتومی فوتونیک پشتیبانی می‌کنند و سایرین مانند حرکت کوانتومی و محاسبات کوانتومی سیلیکون، با فناوری نقاط کوانتومی سیلیکونی کار می‌کنند. استفاده از روش‌های دیگر، از جمله الماس‌های خالی نیتروژن و بازپخت و تشخیص اینکه کدام رویکرد جرم حیاتی پیدا می‌کند تا به استاندارد واقعی تبدیل شود، دشوار است.
با این حال، زمانی که محققان و سرمایه‌گذاران به دنبال محدودیت تمرکز بر فناوری‌هایی هستند که به احتمال زیاد مقیاس‌پذیرند، باید شاهد ادغام در روش‌ها باشیم.
نکته مهم دیگر آن است که باید مراقب جاسوسی توسط صنایعی باشیم که باید موج جدیدی از سرمایه‌گذاری و تحقیق را آغاز کنند.
در حال حاضر ایالات متحده به حفاظت هیبریدی با امنیت کوانتومی معتقد است و مسلماً امنیت دفاعی عمیق بسیار ارزشمند است. در همین راستا می‌توان بهترین الگوریتم‌های ریاضی را که امنیت پس کوانتومی (PQC) و QKD را تشکیل می‌دهند، ترکیب نمود.
در سال 2024، روندهای فوق با هم ادغام می‌شوند تا اعتماد بیشتری را در این رویکرد ایجاد کنند و توسعه برنامه‌های کاربردی کوانتومی امن را بیش از پیش فعال سازند.
پیشرفت‌های هیجان‌انگیز در محاسبات کوانتومی به این معنی است که در سال 2024، ما برای پیشرفت‌های بزرگی آماده هستیم که بدون شک آینده را پایه‌ریزی می‌کند.
همه افراد شاغل در حوزه امنیت – از دولت گرفته تا دانشگاهیان، از فناوری پیشرفته تا خدمات مالی – باید خود را آماده کنند و تا آنجا که می‌توانند درباره تهدیدات کوانتومی و راه حل‌های کوانتومی نوآورانه بیاموزند.
جان پریسکو
عضو شورای فوربس
شورای فناوری فوربس
9 ژانویه 2024، 10:00 صبح EST
منبع: