ፒሲዎን ወደፊት እንዴት ማረጋገጥ እንደሚቻል፡ የኳንተም ጥበቃ ምንድን ነው?

ሲደርስ ኳንተም ማስላት፣ እኛ ከዚህ በፊት ነን በታሪክ ውስጥ የመረጃ ደህንነት ላይ ካሉት ታላላቅ ፈተናዎች አንዱ. ቀደም ሲል በባህላዊ ኮምፒውተሮችን በመጠቀም ለመፍታት የማይቻሉ ስልተ ቀመሮችን ለመጠቀም በቂ ከሆነ አሁን ሁኔታው ​​​​በሥነ-ስርዓት ተቀይሯል። የኳንተም ጥበቃ ክላሲካል ሲስተሞችን ከጥቅም ውጪ ከሚያደርጉ ኳንተም ሱፐር ኮምፒውተሮች ላይ የእኛን ውሂብ፣ ግብይቶች እና ግንኙነቶች ለመጠበቅ የሚችል አዲስ ጋሻ ሆኖ ብቅ ብሏል።

በዚህ ጽሁፍ ውስጥ የኳንተም ጥበቃ ምን እንደሆነ፣ ዛሬ ​​እሱን ለመረዳት ለምን ወሳኝ እንደሆነ እና መረጃ ለግለሰቦች፣ ለንግድ ድርጅቶች እና ህዝባዊ ድርጅቶች በሚቆይበት መንገድ ላይ እንዴት ተጽእኖ እንደሚያሳድር ታገኛላችሁ።

የኳንተም መከላከያ ምንድን ነው እና ለምን አስፈላጊ ነው?

La የኳንተም ጥበቃኳንተም ሴኪዩሪቲ በመባልም የሚታወቀው፣ የታለሙ ቴክኖሎጂዎችን እና ስትራቴጂዎችን ያካትታል ኳንተም ኮምፒውተሮች ባሉበት ዓለም ውስጥ ሚስጥራዊነትን፣ ታማኝነትን እና የመረጃን ተገኝነት ጠብቅ.

አደጋው መላምት እንዳልሆነ በግልፅ መታወቅ አለበት፡ ኳንተም ማስላት በከፍተኛ ፍጥነት እየገሰገሰ ነው እና የንግድ ብስለት ላይ ሲደርስ ደግሞ ይኖረዋል። ይህን ያህል ትልቅ የማስላት አቅም ሊኖረው ይችላል። ዋናውን ክሪፕቶግራፊክ ስልተ ቀመሮችን ይጥፉ ዛሬ በይነመረብን ፣ ኩባንያዎችን ፣ ግዛቶችን እና የኤሌክትሮኒክስ ዲኤንአይን የሚጠቀሙ።

ይህ ማለት ተለምዷዊ የኢንክሪፕሽን ዘዴዎች ምንም ያህል ኃይለኛ ቢሆኑም ለአደጋ የተጋለጡ ይሆናሉ ማለት ነው። ለዚህም ነው የ የኳንተም ጥበቃ የመረጃ ደህንነትን ለማሻሻል እና ከኳንተም ሱፐር ኮምፒውተሮች የሚመጡ ጥቃቶችን የሚቋቋሙ ስልተ ቀመሮችን በማዘጋጀት የኳንተም ፊዚክስ መርሆችን በመጠቀም እራሱን እንደ አዲስ ቤንችማርክ አቋቁሟል።

የኳንተም ጥበቃ ቁልፎቹ በሚጠቀመው አልጎሪዝም አይነት ብቻ ሳይሆን መረጃን ኢንክሪፕት ለማድረግ እና ዲክሪፕት የሚያደርጉ ቁልፎች እንዴት እንደሚከፋፈሉ እና እንደሚተዳደሩም ጭምር ነው።በጣም የላቁ አቀራረቦች ኳንተም ክሪፕቶግራፊን (በራሱ በኳንተም ፊዚክስ ላይ የተመሰረተ) እና ድህረ-ኳንተም ክሪፕቶግራፊ (በጣም ኃይለኛ የኳንተም ኮምፒተሮችን ለመቋቋም የተነደፉ ስልተ ቀመሮች) ያጣምራል።

ኳንተም ማስላት በዲጂታል ደህንነት ላይ ምን ስጋቶች አሉት?

ስለ ኳንተም ጥበቃ ለምን ብዙ እንደምንነጋገር ለመረዳት በመጀመሪያ መረዳት አለብዎት እኛ እንደምናውቀው ኳንተም ማስላት ደህንነትን እንደሚያሰጋው።. ኳንተም ኮምፒውተሮች፣ ከባህላዊው በተለየ፣ 0 ወይም 1 ሊሆኑ በሚችሉ ቢትስ አይሰሩም፣ ነገር ግን በ qubits በሁለቱም ግዛቶች ውስጥ በተመሳሳይ ጊዜ ሊሆን ይችላል (ለኳንተም ሱፐርፖዚሽን ምስጋና ይግባው).

ይህ ባህሪ ቀደም ሲል የማይቻል ወይም በመቶዎች ለሚቆጠሩ ዓመታት በክላሲካል ኮምፒውተሮች የሚፈለጉትን የተወሰኑ የሂሳብ ስራዎችን በደቂቃዎች ወይም በሰአታት ውስጥ ተግባራዊ ያደርጋል። ተጨባጭ ምሳሌ ነው የሾር አልጎሪዝም, ይህም ኳንተም ኮምፒዩተር በጣም ብዙ ቁጥሮችን ወደ ዋና ዋና ምክንያቶች በቅጽበት እንዲፈርስ ያስችለዋል, ስለዚህም እንደ ስርዓቶች ደህንነትን ያስወግዳል. RSA o ECC (ኤሊፕቲክ ኩርባ ክሪፕቶግራፊ)።

የዚህ የቴክኖሎጂ እድገት መዘዞች እጅግ በጣም ብዙ ናቸው፡-

• ለህዝብ እና ለግል ቁልፎች ስጋትአሁን ያሉት የኢንክሪፕሽን ስርዓቶች፣ ለምሳሌ ባንኮችን እና ኢሜልን የሚከላከሉ፣ ተጋላጭ ይሆናሉ።
• ሚስጥራዊነት ማጣትዛሬ የተጠበቀው መረጃ ነገ ሊሰነጠቅ የሚችል በቂ ኳንተም ሃይል እንዲኖረው አንድ ሰው ቢያከማች ("አሁን ያከማቹ፣ በኋላ ዲክሪፕት ያድርጉ" ጥቃት) ሊጋለጥ ይችላል።
• የበለጠ የተራቀቁ የሳይበር ጥቃቶችየሳይበር ወንጀለኞች እና ግዛቶች ወሳኝ መሠረተ ልማቶችን ለማጥቃት አዳዲስ መሳሪያዎች ይኖራቸዋል።

የኳንተም ክሪፕቶግራፊ መርሆዎች እና መሰረታዊ ነገሮች

የኳንተም ጥበቃ እምብርት ነው። የኳንተም ክሪፕቶግራፊ, ይህም የሂሳብ ችግር ከባድ እንደሆነ በማሰብ ላይ ሳይሆን የኳንተም ሜካኒክስ ህጎችን በቀጥታ በመቅጠር ላይ የተመሰረተ ነው. በንድፈ-ሀሳብ የማይበጠስ ደህንነትን የሚያቀርቡ በጨዋታ ላይ በርካታ መሰረታዊ መርሆች አሉ፡

• መደራረብእንደ ፎቶኖች ያሉ ቅንጣቶች በአንድ ጊዜ በተለያዩ ግዛቶች ውስጥ ሊሆኑ ይችላሉ (0 እና 1 በተመሳሳይ ጊዜ)።
• የኳንተም መጠላለፍበመካከላቸው ያለው ርቀት ምንም ይሁን ምን ፣ ሁለት የተጣመሩ ቅንጣቶች ሌላኛው ከተለካ በኋላ ወዲያውኑ ሁኔታቸውን ሊለውጡ ይችላሉ።
• ሃይሰንበርግ እርግጠኛ ያልሆነ መርህየኳንተም ስርዓትን ሳይረብሽ ለመለካት የማይቻል ነው; የኳንተም ቁልፍን ለማዳመጥ የሚደረግ ማንኛውም ሙከራ ዱካ ይተዋል እና ሊታወቅ ይችላል።

እነዚህ አካላዊ መርሆች ማንኛውም ጣልቃ ገብነት ወዲያውኑ የሚታይበት የቁልፍ ማስተላለፊያ መርሃግብሮችን መገንባት ይፈቅዳሉ. በጣም የተስፋፋው መተግበሪያ ነው የኳንተም ቁልፍ ስርጭት (QKD)የአሁኑ የኳንተም ክሪፕቶግራፊ ታላቅ ምሰሶ ነው።

የኳንተም ቁልፍ ስርጭት (QKD) እንዴት ነው የሚሰራው?

La QKD በሁለት ወገኖች (ለምሳሌ አሊስ እና ቦብ) መካከል ሚስጥራዊ ቁልፍ ለመፍጠር እና ለመጋራት አብዮታዊ ዘዴ ነው ። ፖላራይዝድ ፎቶኖችማንኛውም የመጥለፍ ሙከራ የፎቶኖችን ኳንተም ሁኔታ ስለሚቀይር ወረራውን ስለሚያሳይ ቁልፉን በትክክል ማንበብ የሚችለው በተቀባዩ ብቻ ነው።

የመጀመሪያው በሰፊው የታወቀው የQKD ፕሮቶኮል ነው። BB84በ 1984 በቻርለስ ቤኔት እና በጊልስ ብራሳርድ የተሰራ። እንደሚከተለው ይሰራል፡-

1. አሊስ የፖላራይዝድ ፎቶኖችን (እያንዳንዱ 0 ወይም 1ን ሊወክል ይችላል፣ እንደ አቀማመጡም ይወሰናል) ደህንነቱ በተጠበቀ የኦፕቲካል ቻናል፣ በተለምዶ ፋይበር ኦፕቲክስ ወደ ቦብ ይልካል።
2. ቦብ ፎቶኖቹን በዘፈቀደ ማጣሪያዎች ይለካል፣ እና ሁለቱም (በወል ሰርጥ በኩል) ጥቅም ላይ የዋሉትን አቅጣጫዎች ያወዳድራሉ።
3. ሁለቱም ተመሳሳይ አቅጣጫ ከተጠቀሙባቸው ጉዳዮች ጋር የሚዛመዱትን ቢት (እሴቶች) ብቻ ያቆያሉ። ይህ የተጋራው ሚስጥራዊ ቁልፍ ዋና አካል ነው።

ሌላው አስፈላጊ ፈጠራ ነው ፕሮቶኮል E91ከማንኛውም የስለላ አይነት ደህንነትን የበለጠ ለማጠናከር በኳንተም ጥልፍልፍ ላይ የተመሰረተ በአርተር ኤከርት።

የኳንተም ጥበቃ እና ክላሲካል ክሪፕቶግራፊ ጥቅሞች እና ጉዳቶች

La የኳንተም ክሪፕቶግራፊ ከባህላዊ ዘዴዎች ይልቅ ተከታታይ ልዩ ጥቅሞችን ይሰጣል-

• ቅድመ ሁኔታ የሌለው ደህንነት: በሂሳብ ግምቶች ላይ ሳይሆን በፊዚክስ ህጎች ላይ የተመሰረተ ነው.
• መጥለፍ ማወቅማንኛውም የስለላ ሙከራ በኳቢቶች ለውጥ ምክንያት መታየቱ የማይቀር ነው።
• የኳንተም ስሌት መቋቋምአሁን ያሉት የኳንተም ዘዴዎች ከክላሲካል ክሪፕቶግራፊ በተለየ በኳንተም ኮምፒውተሮች ሊሰበሩ አይችሉም።

ጉዳቶቹ የሚከተሉትን ያካትታሉ:

• የተገደበ ርቀቶችምንም እንኳን ሳተላይቶች እና ተደጋጋሚዎች በፍጥነት እየገፉ ቢሆንም ፎቶኖች በረዥም ርቀት ኦፕቲካል ኬብሎች ውስጥ ይወድቃሉ።
• ከፍተኛ ወጪየQKD ስርዓቶችን መተግበር በልዩ መሳሪያዎች ላይ መዋዕለ ንዋይ ማፍሰስ እና አሁንም በማደግ ላይ ያለ መሠረተ ልማት ይጠይቃል።
• ተግባራዊ ፈተናዎች: የንድፈ ደህንነት በእውነተኛ መሳሪያዎች እና ውቅሮች ላይ ተጋላጭነቶች ሊኖሩት ይችላል።

በኳንተም ጥበቃ ውስጥ ዓይነቶች እና ፕሮቶኮሎች

መስኩ የተለያዩ ዘዴዎችን ያካትታል፣ እያንዳንዳቸው በተለያዩ የግንኙነት እና የማከማቻ ገጽታዎች ላይ ያተኩራሉ፡

• የኳንተም ቁልፍ ስርጭት (QKD)ሚስጥራዊ ቁልፎችን ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ ለመለዋወጥ።
• የኳንተም ሳንቲሞችበማይታመን ወገኖች መካከል ስምምነት እና ማረጋገጫ ለማግኘት የሙከራ ዘዴዎች።
• የኳንተም ዲጂታል ፊርማዎችየመልእክቶችን እና የግብይቶችን ትክክለኛነት ለማረጋገጥ።
• ተጨማሪ ፕሮቶኮሎች: ኳንተም የማስታወሻ ሽግግር ፣ አቀማመጥ ላይ የተመሰረቱ ስርዓቶች እና ሌሎች በ cryptology ውስጥ የላቁ ሙከራዎች።

የኳንተም ጥበቃ ጉዳዮችን እና ተግባራዊ መተግበሪያዎችን ተጠቀም

የላስ aplicaciones ዴ ላ የኳንተም ጥበቃ ቀድሞውንም በተለያዩ ዘርፎች በህዝብ እና በግሉ ያሉ እውነታዎች ናቸው፡-

• መንግስታት እና መከላከያየተመደበ መረጃ እና ወሳኝ ስርዓቶች ጥበቃ.
• ፋይናንስ እና ባንክሚስጥራዊ ውሂብ እና ሚስጥራዊ ግብይቶች ደህንነቱ የተጠበቀ ማስተላለፍ።
• ወሳኝ መሠረተ ልማትየኤሌትሪክ ኔትወርኮች፣ጤና እና ቴሌኮሙኒኬሽን የመረጃ ፍንጣቂዎችን መግዛት አይችሉም።
• የኳንተም የመገናኛ አውታሮችእንደ የቻይና ሳተላይት ሚኪየስ እና በአውሮፓ እና አሜሪካ ያሉ አውታረ መረቦች ያሉ ፕሮጀክቶች።
• የምርጫ ደህንነትግልጽነትን እና አስተማማኝነትን ለማረጋገጥ በስዊዘርላንድ የማዘጋጃ ቤት ምርጫዎችን መሞከር።

እነዚህ ምሳሌዎች ያሳያሉ የኳንተም ክሪፕቶግራፊ ቀድሞውኑ እየሰፋ ያለ እውነታ እንጂ የወደፊት ተስፋ ብቻ አይደለም።ኩባንያዎች እና መንግስታት ወሳኝ የሆኑ የዲጂታል ንብረቶችን ጥበቃ ለማረጋገጥ በዚህ ቴክኖሎጂ ላይ ኢንቨስት እያደረጉ ነው።

የኳንተም ጥበቃ ቴክኒካዊ ፈተናዎች እና እንቅፋቶች

ሰፊ ጉዲፈቻ እንደሚከተሉት ያሉ መሰናክሎች ያጋጥሙታል።

• የወሰን ጉዳዮችምንም እንኳን ሳተላይቶች እና ተደጋጋሚዎች ይህንን ሁኔታ እያሻሻሉ ቢሆንም የ QKD ስርዓቶች በኦፕቲካል ፋይበር በኩል ያለው ሽፋን አሁንም ውስን ነው።
• ተኳሃኝነትአዳዲስ የኳንተም ቴክኖሎጂዎችን ከነባር ስርዓቶች ጋር ማዋሃድ ውስብስብ ለውጦችን እና ዓለም አቀፍ ትብብርን ይጠይቃል።
• ወጪዎች elevadosልዩ መሣሪያዎች አሁንም ለብዙ ድርጅቶች ከፍተኛ ኢንቨስትመንትን ይወክላሉ.
• የሃርድዌር ልማትየኳንተም መሳሪያዎች ከፍተኛ ትክክለኛነት እና መረጋጋት ያስፈልጋቸዋል, እና አሁንም በእድገት ደረጃ ላይ ናቸው.
• ማሻሻያ ደንቦች: ደረጃዎች እና ፕሮቶኮሎች አሁንም በመገንባት ላይ ናቸው, እና የአለም አቀፍ ደንብ እስካሁን ሙሉ በሙሉ አልተገለጸም.

ወደ ኳንተም ጥበቃ የሚደረግ ሽግግር: እንዴት እንደሚዘጋጅ

La ከኳንተም ደህንነት ጋር መላመድ በወሳኝ ዘርፎች እና እንደ አይቢኤም፣ ጎግል እና አፕል ባሉ ግንባር ቀደም ኩባንያዎች ጀምሯል። የሚከተሉትን ደረጃዎች እንዲከተሉ ይመከራል.

• የኳንተም አደጋዎችን ይገምግሙየትኛው ውሂብ እና ስርዓቶች የረጅም ጊዜ ጥበቃ እንደሚያስፈልጋቸው ይለዩ።
• ክሪፕቶግራፊክ መሠረተ ልማትን ይዘርዝሩየኳንተም ጥቃቶችን ለመቋቋም የትኞቹ የአሁን ፕሮቶኮሎች ማዘመን እንደሚያስፈልጋቸው ተንትን።
• የድህረ-ኳንተም ስልተ ቀመሮችን ይተግብሩለወደፊቱ ጥቃቶችን ወደሚቋቋሙ መፍትሄዎች ቀስ በቀስ ይሰደዱ።
• በኳንተም ቴክኖሎጂዎች ስልጠናለተቀላጠፈ ሽግግር ቴክኒካል እና ስልታዊ ባለሙያዎችን ማሰልጠን።
• ድብልቅ መፍትሄዎችን ያመቻቹበሽግግሩ ወቅት የክላሲካል እና የኳንተም ክሪፕቶግራፊ ጥምረት ይጠቀሙ።

ቀደም ብሎ እርምጃ መውሰድ በጣም አስፈላጊ ነው፣ ምክንያቱም ኳንተም ኮምፒውተሮች እውነተኛ ስጋት በሚፈጥሩበት ጊዜ፣ ስደት በጣም ውስብስብ እና ብዙ ወጪ የሚጠይቅ ይሆናል።

የኳንተም ጥበቃ ዋና እድገቶች እና ደረጃዎች

መጪው ጊዜ ጠንካራ ደረጃዎችን በመፍጠር እና ዓለም አቀፍ ትብብርን በማጎልበት ላይ ነው, ከመሳሰሉት ተቋማት ጋር NISTጠቃሚ መሻሻል ታይቷል፣ ለምሳሌ፡-

• ምርጫ እና ሙከራ ድህረ-ኳንተም አልጎሪዝም ወሳኝ መረጃን ለመጠበቅ አስገዳጅ ሊሆን ይችላል.
• የመገንባት QKD የንግድ መሠረተ ልማት በሙከራ ኔትወርኮች እና በእውነተኛ አካባቢዎች.
• እንደ እ.ኤ.አ ኳንተም ደህንነቱ የተጠበቀ የፋይናንሺያል መድረክ (QSFF)ጥበቃን ለማሻሻል ከባንክ እና የገንዘብ ተቋማት ጋር በመተባበር.
• የቴሌኮሙኒኬሽን ኩባንያዎች፣ የደመና አገልግሎቶች እና ወሳኝ የመሠረተ ልማት አውታሮች ቁርጠኝነት።

የወደፊቱ የኳንተም ጥበቃ እና የሳይበር ደህንነት

በኳንተም ኮምፒውቲንግ ውስጥ ያሉ እድገቶች ፈታኝ ብቻ ሳይሆን የዲጂታል ደህንነትን እንደገና ለመወሰን እድልን ይወክላሉ። ቀጣዮቹ እርምጃዎች፣ በሙከራዎች፣ ደረጃዎች እና ማሰማራቶች ላይ ከአለም አቀፍ ትብብር ጋር፣ ምስጠራው እንደ መሰረቱት አካላዊ ህጎች ደህንነቱ የተጠበቀበትን ዘመን ያቀራርባል።

La የኳንተም ጥበቃ ደህንነቱ የተጠበቀ አካባቢ ለመገንባት ፊዚክስ እና ሒሳብ እጅ ለእጅ ተያይዘው በሚሰሩበት ዘመን የእኛን ውሂብ፣ መገናኛዎች እና ዲጂታል እሴቶቻችንን ለመጠበቅ እንደ ቁልፍ አካል ሆኖ ብቅ ብሏል።