Компьютеріңізді болашаққа қалай дәлелдеуге болады: кванттық қорғаныс дегеніміз не?

Con la llegada de la кванттық есептеулер, nos encontramos ante бүкіл тарихтағы ақпараттық қауіпсіздіктің ең үлкен проблемаларының бірі. Егер бұрын дәстүрлі есептеулерді қолдану арқылы шифрын ашу мүмкін емес алгоритмдерді пайдалану жеткілікті болса, қазір жағдай түбегейлі өзгерді. protección cuántica Ол классикалық жүйелерді жарамсыз ететін кванттық суперкомпьютерлерден деректерімізді, транзакцияларымызды және коммуникацияларды қорғауға қабілетті жаңа қалқан ретінде пайда болады.

Бұл мақалада сіз кванттық қорғаныс деген не екенін, оны бүгінгі күні түсінудің неліктен маңызды екенін және оның жеке адамдар, бизнес және қоғамдық ұйымдар үшін ақпараттың сақталуына қалай әсер ететінін білесіз.

Кванттық экрандау дегеніміз не және ол неге маңызды?

La protección cuántica, сонымен қатар кванттық қауіпсіздік ретінде белгілі, технологиялар мен стратегиялардың жиынтығын қамтиды. Кванттық компьютерлер бар әлемде ақпараттың құпиялылығын, тұтастығын және қолжетімділігін сақтау.

Қауіптің гипотетикалық емес екенін түсіну керек: кванттық есептеулер бас айналдыратын жылдамдықпен дамып келеді және коммерциялық жетілуге ​​жеткенде, ол мүмкін болатындай үлкен есептеу сыйымдылығы негізгі криптографиялық алгоритмдерді бұзу бүгінде Интернетті, компанияларды, штаттарды және тіпті электронды DNI-ды пайдаланады.

Бұл дәстүрлі шифрлау әдістері қаншалықты күшті болса да, осал болады дегенді білдіреді. Сондықтан да protección cuántica Ол деректер қауіпсіздігін жақсарту және кванттық суперкомпьютерлердің шабуылдарына төзімді алгоритмдерді әзірлеу үшін кванттық физика принциптерін пайдалана отырып, өзін жаңа эталон ретінде көрсетеді.

Кванттық қорғаудың кілттері тек ол қолданатын алгоритмдер түріне ғана емес, сонымен қатар ақпаратты шифрлау және шифрын шешуге арналған кілттердің таратылуы мен басқарылуына байланысты.Ең жетілдірілген тәсілдер кванттық криптографияны (кванттық физиканың өзіне негізделген) және посткванттық криптографияны (тіпті өте қуатты кванттық компьютерлерге төтеп беруге арналған алгоритмдер) біріктіреді.

Кванттық есептеулер цифрлық қауіпсіздікке қандай қауіп төндіреді?

Неліктен кванттық қорғаныс туралы көп айтатынымызды түсіну үшін алдымен түсіну керек Кванттық есептеулер біз білетін қауіпсіздікке қалай қауіп төндіреді. Кванттық компьютерлер, дәстүрлі компьютерлерден айырмашылығы, тек 0 немесе 1 болатын биттермен жұмыс істемейді, бірақ qubits ол бір уақытта екі күйде болуы мүмкін (кванттық суперпозицияның арқасында).

Бұл мүмкіндік бұрын классикалық компьютерлерде мүмкін болмаған немесе жүздеген жылдар қажет болатын белгілі бір математикалық операцияларды минуттар немесе сағаттар ішінде орындауға мүмкіндік береді. Нақты мысал - бұл algoritmo de Shor, бұл кванттық компьютерге өте үлкен сандарды бірден жай факторларға ыдыратуға мүмкіндік береді, осылайша жүйелердің қауіпсіздігін жояды. RSA o ECC (эллиптикалық қисық криптография).

Бұл технологиялық прогресстің салдары орасан зор:

• Ашық және жеке кілттерге қауіп: Банктер мен электрондық поштаны қорғайтындар сияқты ағымдағы шифрлау жүйелері осал болады.
• Құпиялылықты жоғалту: Бүгін қорғалған деректер, егер біреу оны бұзу үшін жеткілікті кванттық қуатқа ие болуды күту арқылы сақтаса, ертең ашылуы мүмкін («қазір сақтау, кейін шифрды ашу» шабуылы).
• Неғұрлым күрделі кибершабуылдар: Киберқылмыскерлер мен штаттарда маңызды инфрақұрылымға шабуыл жасаудың жаңа құралдары болады.

Ұқсас мақала:

Жалпы алаңдаушылық: Bitcoin тарихтағы бірінші кванттық шабуылға ұшырады

Кванттық криптографияның принциптері мен негіздері

Кванттық қорғаныстың негізі болып табылады criptografía cuántica, бұл математикалық есеп қиын деп болжауға емес, кванттық механика заңдарын тікелей қолдануға негізделген. Теориялық тұрғыдан бұзылмайтын қауіпсіздікті ұсынатын бірнеше негізгі принциптер бар:

• Superposición: Фотондар сияқты бөлшектер бір уақытта бірнеше күйде болуы мүмкін (бір уақытта 0 және 1).
• Entrelazamiento cuántico: Шатастырылған екі бөлшек, олардың арасындағы қашықтыққа қарамастан, екіншісі өлшенгеннен кейін олардың күйін бірден өзгерте алады.
• Principio de incertidumbre de HeisenbergКванттық жүйені бұзбай өлшеу мүмкін емес; кванттық кілтті тыңдаудың кез келген әрекеті із қалдырады және оны анықтауға болады.

Бұл физикалық принциптер кез келген ұстап қалуды бірден анықтауға болатын негізгі беру схемаларын құруға мүмкіндік береді. Ең кең тараған қолданбасы кванттық кілттердің таралуы (QKD), бұл қазіргі кванттық криптографияның үлкен тірегі.

Кванттық кілттерді бөлу (QKD) қалай жұмыс істейді?

La QKD Бұл екі тарап (мысалы, Алиса мен Боб) арасында құпия кілтті жасау және бөлісудің революциялық әдісі. поляризацияланған фотондарКілтті тек алушы дұрыс оқи алады, өйткені кез келген ұстап алу әрекеті фотондардың кванттық күйлерін өзгертіп, енуді көрсетеді.

Бірінші кеңінен танылған QKD протоколы болып табылады BB84, 1984 жылы Чарльз Беннетт пен Гиллес Брассард әзірлеген. Ол келесідей жұмыс істейді:

1. Алиса поляризацияланған фотондарды (әрқайсысы бағдарына байланысты 0 немесе 1-ді көрсете алады) Бобқа қауіпсіз оптикалық арна, әдетте талшықты оптика арқылы жібереді.
2. Боб фотондарды кездейсоқ сүзгілермен өлшейді, содан кейін екеуі де пайдаланылған бағдарларды салыстырады (қоғамдық арна арқылы).
3. Олар тек екеуі де бірдей бағытты пайдаланған жағдайларға сәйкес биттерді (мәндерді) сақтайды; бұл ортақ құпия кілттің өзегі.

Тағы бір маңызды жаңалық - бұл E91 хаттамасы, Артур Экерт, ол тыңшылықтың кез келген түріне қарсы қауіпсіздікті одан әрі күшейту үшін кванттық шиеленістерге негізделген.

Классикалық криптографияға қарағанда кванттық қорғаныстың артықшылықтары мен кемшіліктері

La criptografía cuántica Ол дәстүрлі әдістермен салыстырғанда бірқатар ерекше артықшылықтарды ұсынады:

• Шартсыз қауіпсіздік: математикалық болжамдарға емес, физика заңдарына негізделген.
• Ұстап алуды анықтау: Құбиттердің өзгеруіне байланысты кез келген тыңшылық әрекеті сөзсіз көрінеді.
• Кванттық есептеулерге қарсылық: Классикалық криптографиядан айырмашылығы, қазіргі кванттық әдістерді кванттық компьютерлер бұза алмайды.

Оның кемшіліктеріне мыналар жатады:

• Шектеулі қашықтық: Фотондар спутниктер мен қайталағыштар жылдам дамып келе жатқанымен, қалааралық оптикалық кабельдерде нашарлайды.
• Coste elevado: QKD жүйелерін енгізу мамандандырылған жабдыққа және әлі дамып келе жатқан инфрақұрылымға инвестицияны қажет етеді.
• практикалық міндеттер: Теориялық қауіпсіздіктің нақты құрылғылар мен конфигурацияларда осалдықтары болуы мүмкін.

Кванттық қорғаныстағы типтер мен хаттамалар

Бұл өріс әртүрлі әдістерді қамтиды, олардың әрқайсысы байланыс пен сақтаудың әртүрлі аспектілеріне назар аударады:

• Кванттық кілттердің таралуы (QKD): құпия кілттерді қауіпсіз алмасу үшін.
• Кванттық монеталар: сенімсіз тараптар арасындағы консенсус пен аутентификацияның эксперименттік әдістері.
• Кванттық цифрлық қолтаңбалар: хабарламалар мен транзакциялардың түпнұсқалығын тексеру үшін.
• Қосымша хаттамалар: Quantum Oblivious Transfer, позицияға негізделген жүйелер және криптологиядағы басқа жетілдірілген эксперименттер.

Кванттық қорғаныстың қолдану жағдайлары мен практикалық қолданылуы

қолданбалары protección cuántica Олар мемлекеттік және жеке секторларда қазірдің өзінде шындық болып табылады:

• Үкімет және қорғаныс: құпия ақпаратты және маңызды жүйелерді қорғау.
• Finanzas y banca: құпия деректер мен құпия транзакцияларды қауіпсіз тасымалдау.
• Маңызды инфрақұрылымдар: ақпараттың ағып кетуіне жол бермейтін электр желілері, денсаулық сақтау және телекоммуникациялар.
• Кванттық байланыс желілері: қытайлық Micius спутнигі және Еуропа мен Америкадағы желілер сияқты жобалар.
• Сайлау қауіпсіздігі: Швейцариядағы муниципалды сайлауда ашықтық пен сенімділікті қамтамасыз ету үшін тестілеу.

Бұл мысалдар соны көрсетеді Кванттық криптография - бұл жай ғана болашақ уәде емес, кеңейтілген шындық.Компаниялар мен үкіметтер маңызды цифрлық активтерді қорғауды қамтамасыз ету үшін осы технологияға инвестиция салуда.

Кванттық қорғаныстағы техникалық қиындықтар мен кедергілер

Кең таралған бала асырап алу мынадай кедергілерге тап болады:

• Ауқымды мәселелер: Оптикалық талшық арқылы QKD жүйелерін қамту әлі де шектеулі, дегенмен спутниктер мен қайталағыштар бұл жағдайды жақсартады.
• Interoperabilidad: Жаңа кванттық технологияларды бар жүйелермен біріктіру күрделі өзгерістер мен халықаралық ынтымақтастықты қажет етеді.
• Costes elevados: Мамандандырылған жабдық әлі де көптеген ұйымдар үшін айтарлықтай инвестиция болып табылады.
• Аппараттық құралдарды әзірлеуКванттық құрылғылар жоғары дәлдік пен тұрақтылықты қажет етеді және әлі де даму сатысында.
• Дамып келе жатқан ережелер: Стандарттар мен хаттамалар әлі де әзірлену үстінде, ал жаһандық реттеу әлі толық анықталған жоқ.

Кванттық қорғанысқа көшу: қалай дайындалу керек

La кванттық қауіпсіздікке бейімделу Ол қазірдің өзінде маңызды секторларда және IBM, Google және Apple сияқты жетекші компанияларда басталды. Мына қадамдарды орындау ұсынылады:

• Кванттық тәуекелдерді бағалаңыз: Қандай деректер мен жүйелер ұзақ мерзімді қорғауды қажет ететінін анықтаңыз.
• Криптографиялық инфрақұрылымды түгендеу: Кванттық шабуылдарға қарсы тұру үшін қандай ағымдағы протоколдар жаңартуды қажет ететінін талдаңыз.
• Посткванттық алгоритмдерді енгізу: болашақ шабуылдарға төзімді шешімдерге біртіндеп көшу.
• Кванттық технологияларға оқыту: тиімді көшу үшін техникалық және стратегиялық персоналды дайындау.
• Гибридті шешімдерді оңтайландыру: көшу кезінде классикалық және кванттық криптография комбинацияларын қолдану.

Ертерек әрекет ету өте маңызды, өйткені кванттық компьютерлер нақты қауіп төндіргенде, көші-қон әлдеқайда күрделі және қымбат болады.

Кванттық қорғаныстың негізгі әзірлемелері мен стандарттары

Болашақ берік стандарттар жасауда және халықаралық ынтымақтастықты дамытуда, мысалы, институттармен NISTМаңызды жетістіктерге қол жеткізілді, мысалы:

• таңдау және сынау посткванттық алгоритмдер бұл маңызды ақпаратты қорғау үшін міндетті болуы мүмкін.
• Даму QKD коммерциялық инфрақұрылымдары эксперименттік желілерде және нақты орталарда.
• Iniciativas como el Quantum Safe Financial Forum (QSFF), қорғауды жақсарту үшін банктермен және қаржы институттарымен бірлесіп.
• Телекоммуникациялық компаниялардың, бұлттық қызметтер мен маңызды инфрақұрылымдық желілердің міндеттемесі.

Кванттық қорғаныс пен киберқауіпсіздіктің болашағы

Кванттық есептеулердегі жетістіктер тек қиындық емес, цифрлық қауіпсіздікті қайта анықтау мүмкіндігін білдіреді. Эксперименттер, стандарттар және орналастырулар бойынша халықаралық ынтымақтастықпен келесі қадамдар криптографияның оның негізін құрайтын физикалық заңдар сияқты қауіпсіз болатын дәуірді жақындатады.

La protección cuántica Ол физика мен математика қауіпсіз орта құру үшін бірге жұмыс істейтін дәуірде деректерімізді, коммуникацияларды және цифрлық активтерді қорғаудың негізгі элементі ретінде пайда болады.

Дэниел Терраса

Түрлі сандық медиада он жылдан астам тәжірибесі бар технология және интернет мәселелеріне маманданған редактор. Мен электрондық коммерция, коммуникация, онлайн маркетинг және жарнама компанияларында редактор және мазмұн жасаушы болып жұмыс істедім. Мен сондай-ақ экономика, қаржы және басқа салалардың веб-сайттарында жаздым. Менің жұмысым да менің құмарлығым. Енді менің мақалаларым арқылы Tecnobits, Мен өмірімізді жақсарту үшін күн сайын технология әлемі ұсынатын барлық жаңалықтар мен жаңа мүмкіндіктерді зерттеуге тырысамын.