Посткванттық киберқауіпсіздік: кванттық дәуірдегі цифрлық сынақ

Цифрлық қауіпсіздік бүгінде шешуші сәтті бастан кешіруде. Жаңа технологиялық парадигмалардың келуі өзімен бірге үлкен қиындықтарды тудырады: кванттық есептеу, өзінің керемет өңдеу қуатымен қазіргі қорғаныс үлгісін жарып жіберу қаупін тудырады. посткванттық киберқауіпсіздік Бұл бізге жақын болашақта қажет болатын шешім.

Көптеген адамдар үшін бұл ғылыми фантастика сияқты көрінуі мүмкін, бірақ бүкіл әлемдегі компаниялар, үкіметтер және зерттеу орталықтары кванттық есептеулердің пайда болуын және бұл цифрлық құпиялылық пен қауіпсіздік үшін нені білдіретінін жылдар бойы күтуде. Посткванттық криптография ертеңгі өмірдің арқауы болуы мүмкін.Біз сізге оның неден тұратынын және оның қандай қиындықтары бар екенін айтамыз.

Ойын ережелерін өзгертетін кванттық секіріс

Қазіргі цифрлық қауіпсіздіктің барлық негізі өте күрделі математикалық есептерге негізделген.Мысалы, RSA шифрлауы немесе Диффи-Хеллман кілттері алмасу сияқты жүйелердің сенімділігі классикалық компьютерлер үшін үлкен сандарды факторизациялау немесе дискретті логарифмді ақылға қонымды уақытта шешудің практикалық мүмкін еместігіне байланысты. Осылайша, хакерлерге бұл шифрларды бұзу үшін сандырақ ресурстарды салуға тура келеді.

Бірақ 1994 жылы Питер Шор өзінің атақтысын ұсынды кванттық алгоритмБұл алгоритм жеткілікті қуатты кванттық компьютермен Сандарды факторлауға және ағымдағы шифрлауды бірнеше сағат немесе тіпті минут ішінде бұзуға болады.. Себебі? Кванттық компьютерлер кәдімгі компьютерлер сияқты ережелерді ұстанбайды: суперпозиция және түйісу сияқты құбылыстардың арқасында олар бұл мәселелерге мүлдем жаңа және әлдеқайда жылдам тәсілдермен шабуыл жасай алады.

сияқты жетістіктер де жоқ Гровер алгоритмісияқты симметриялық кілттік жүйелерге шабуылды жылдамдатады AESМұндағы әсер онша маңызды емес, бірақ кванттық контексте баламалы қауіпсіздікті сақтау үшін кілт өлшемін екі есе ұлғайту қажет.

Стандарттау ұйымдары, бастап Американдық NIST Еуропалық құрылымдарға дабыл қаққан: Біз Кванттық есептеулер коммерциялық шындық болып табылатын әлемге ҚАЗІР дайындалуымыз керек..

Посткванттық киберқауіпсіздік деген не?

La криптография немесе посткванттық киберқауіпсіздік (немесе PQC) классикалық компьютерлерден ғана емес, сонымен бірге болашақ кванттық компьютерлерден де шабуылдарға қарсы тұруға арналған әдістер мен алгоритмдер жиынтығын қамтиды. Оның мақсаты –Кванттық есептеулер практикалық және қолжетімді болған кезде де ақпараттың құпиялылығы мен шынайылығын қамтамасыз етіңіз..

Қысқаша айтқанда: PQC схемалары қазіргі білімге сәйкес кванттық машиналар үшін де қиын болып қалатын математикалық есептерге сүйенеді.Бұл тек кілт өлшемдерін ұлғайту немесе «бірдей нәрсені» жасау ғана емес; біз мұнда түбегейлі басқа тәсілдер туралы айтып отырмыз.

Бұл банктік желілерден бастап жеке коммуникацияларға дейін бүгінгі таңда жасалған барлық жүйелер көшуге және көшуге тура келетінін білдіреді Кілт алмасу алгоритмдерін, шифрлауды және кванттық цифрлық қолтаңбаларды біріктіруҮлкен пропорциядағы технологиялық және логистикалық секіріс.

Посткванттық алгоритмдердің түрлері мен отбасылары

Посткванттық киберқауіпсіздіктің ең қызықты және күрделі аспектілерінің бірі алгоритмдердің әртүрлілігі және олардың теориялық негіздері болып табылады:

• Торға негізделген криптография: Ол көпөлшемді математикалық құрылымдарда қысқа векторларды табу қиындығын пайдаланады. сияқты алгоритмдер CRYSTALS-Kyber y КРИСТАЛДАР-Дилитий осы схемаға негізделген.
• Кодқа негізделген криптография: Ол сызықтық кодтарды шешудің қиындығына негізделген.
• Изогенезге негізделген криптография: Оның қауіпсіздігі эллиптикалық қисықтар арасындағы карталарды табу арқылы қамтамасыз етіледі.
• Көп айнымалы теңдеулер негізіндегі криптография: Көп айнымалысы бар көпмүшелік теңдеулер жүйесін қолданады.
• Хэш функциясына негізделген криптография: Ол бір жақты SHA-3 типті функцияларға және Merkle ағаш құрылымдарына негізделген.

Бұл отбасылардың барлығы іздейді шифрлауды бұзу тіпті кванттық компьютердің көмегімен де мүмкін емес.

Бүкіл цифрлық инфрақұрылымды көшіру мәселесі

Посткванттық киберқауіпсіздікке көшу Бұл қарапайым бағдарламалық құралды өзгерту емес, бір күнде шешілмейді.Ол өзара әрекеттестік пен тиімділікке қол жеткізу үшін протоколдарды, құрылғыларды және бүкіл жүйелерді жаңартуды қамтиды.

Ең өзекті техникалық және ұйымдастырушылық кедергілердің ішінде біз мыналарды табамыз:

• Кілттер мен қолтаңбалардың үлкен өлшемі: Бұл әсіресе ресурстары шектеулі құрылғылар үшін сақтау және жылдамдық кедергілеріне әкелуі мүмкін.
• Ұзақ есептеу уақытыКейбір посткванттық алгоритмдер нақты уақыттағы жауаптарды қажет ететін жүйелерге кедергі келтіруі мүмкін көбірек қуатты қажет етеді.
• «Қазір сақтау, шифрын кейінірек шешу (SNDL)» қаупіКиберқылмыскерлер бүгін шифрланған ақпаратты жинай алады және бірнеше жылдан кейін олардың кванттық есептеу мүмкіндіктері болған кезде оның шифрын ашуға әрекет жасай алады.
• Қолданыстағы жүйелерге интеграциялау: TLS, SSH немесе VPN сияқты протоколдарды бейімдеу ауқымды тестілеуді және көптеген аппараттық және бағдарламалық құрал жаңартуларын қажет етеді.

Бұл аз болғандай, көші-қон мәселелерін шешуді талап етеді басқару, нормативтік талаптарға сәйкестік және ұйымдастырушылық ептілікМысалы, Америка Құрама Штаттарында мемлекеттік құрылымдардан көшуге басымдық беру үшін өздерінің барлық криптографиялық жүйелеріне егжей-тегжейлі түгендеу жүргізу талап етіледі, бұл шара жаһандық деңгейде өзекті бола түсуде.

Халықаралық жарыс: геосаясат және киберқауіпсіздік болашағы

Кванттық есептеулер және посткванттық криптография қазірдің өзінде жаһандық геосаяси күн тәртібінің бөлігі болып табылады.Америка Құрама Штаттары институционалдық және корпоративтік деңгейде стандарттау және көші-қон процесін басқарады, ал Қытай кванттық технологияларға көп инвестиция салып, стандарттаудың өзіндік қарқынын бастан кешіруде.

Еуропалық Одақ өз тарапынан нақты жол карталары мен трансшекаралық ынтымақтастықты белгіледі, мысалы: Кванттық флагмандық және кванттық кілттерді тарату және кванттық криптографиядан кейінгі ұлттық жобалар.

Посткванттық киберқауіпсіздік үшін бұл жарыс елдерді бір-біріне қарсы қойып қана қоймайды, сонымен қатар мемлекеттік және жеке қорлар қолдайтын ірі технологиялық компанияларды, зертханаларды және стартаптарды тартады. Бұл өзгерісті басқаратын ұлт немесе компания ұлттық қауіпсіздік, цифрлық экономика және ғылыми көшбасшылық тұрғысынан орасан зор бәсекелестік артықшылыққа ие болады..

Ұйымдар кванттық дәуірге қалай дайындала алады

Кванттыққа төзімді цифрлық қауіпсіздікке көшу стратегияны, инвестицияны және ептілікті қажет етеді. Қандай қадамдар артта қалмаудың кілті болып табылады?

• Ашық кілтті шифрлауды пайдаланатын барлық жүйелерді анықтаңыз және каталогтаңызНені жаңарту керектігін білу арқылы ғана сіз оған дұрыс басымдық бере аласыз.
• NIST және басқа ұйымдар ұсынған посткванттық криптографияның жаңа стандарттарын қабылдаңызАлдын ала жоспарлау өте маңызды, өйткені күтпеген жағдайлар туындаған жағдайда ауысу терезесі күтілгеннен қысқа болуы мүмкін.
• Сегменттелген және деңгейлі шифрлау стратегиясын іске асырыңыз, әртүрлі криптографиялық әдістерді толықтырып, шабуылдарды қиындатады.
• Инфрақұрылымды жаңғырту және жүйелердің функционалдығын немесе өнімділігін жоғалтпай жаңартуға болатынын қамтамасыз етіңіз.
• Кілтті және сертификатты басқаруды және айналдыруды автоматтандыру ықтимал осалдықтарға әсер ету уақытын азайту үшін.
• Ұйымда боттар немесе жасанды интеллект агенттері сияқты жаңа технологияларды қорғаңыз, қатаң қауіпсіздік саясатын қолдану және үздіксіз бақылау.

Нағыз қиындық тек технологияда ғана емес, сонымен бірге ұйымдардың басқаруды бейімдеу және қолдау қабілеті, нормативтік талаптарға сәйкестігі және өз командаларын оқыту жаңа қауіптердің шыңында.

Инновациялар қарқын алуды жалғастыруда: кванттық чиптер және жаңа жетістіктер

Кванттық есептеулер пейзажы бас айналдыратын қарқынмен дамуын жалғастыруда. Кванттық есептеу процессорының іске қосылуы сияқты соңғы хабарландыруларды қараңыз. Майорана 1 Microsoft немесе Willow by Google, екеуі де эксперименттік мүмкіндіктері бар, бірақ практикалық қолдануға барған сайын жақындайды.

Өміршең кванттық компьютерлерді масштабтау мүмкіндігі енді жай ғана болжам емес, технологиялық компаниялар да, мемлекеттік әкімшіліктер де артта қалмау үшін қарқынын арттыруы керек.

Сонымен қатар, Қытай мен Еуропалық Одақ бәсекелестік тек Силикон алқабымен ғана шектелмейтінін көрсете отырып, чиптер мен кванттық кілттерді тарату желілерін дамытуды күшейтті.

Посткванттық киберқауіпсіздіктің болашағы бұрынғыдан да ашық және күрделірек.Кванттық есептеулер көптеген секторларға кедергі келтіретін жетістіктер әкеледі, бірақ сонымен бірге ол бізді ақпаратты қалай қорғайтынымызды және цифрлық құпиялылықты қалай қамтамасыз ететінімізді түбегейлі қайта қарастыруға мәжбүр етеді. Инвестициялау, жаңарту және қисық сызықтан алда болу жай ғана кеңес емес: келесі ұлы технологиялық революцияда артта қалмау өте маңызды.