Компьютерээ хэрхэн ирээдүйгээ баталгаажуулах вэ: Квантын хамгаалалт гэж юу вэ?

Con la llegada de la квант тооцоолол, nos encontramos ante түүхэн дэх мэдээллийн аюулгүй байдлын хамгийн том сорилтуудын нэг. Хэрэв өмнө нь уламжлалт тооцоолол ашиглан тайлах боломжгүй алгоритмуудыг ашиглахад хангалттай байсан бол одоо нөхцөл байдал эрс өөрчлөгдсөн. protección cuántica Энэ нь бидний өгөгдөл, гүйлгээ, харилцаа холбоог сонгодог системийг ашиггүй болгож болзошгүй квант суперкомпьютерээс хамгаалах чадвартай шинэ бамбай болж гарч ирж байна.

Энэ нийтлэлээс та квантын хамгаалалт гэж юу болох, яагаад үүнийг ойлгох нь нэн чухал, хувь хүн, бизнес эрхлэгчид, олон нийтийн байгууллагуудын мэдээллийн аюулгүй байдлыг хангахад хэрхэн нөлөөлөх талаар олж мэдэх болно.

Квантын хамгаалалт гэж юу вэ, яагаад чухал вэ?

La protección cuántica, мөн квант аюулгүй байдал гэж нэрлэгддэг бөгөөд үүнд чиглэсэн технологи, стратегийн багцыг багтаадаг. Квантын компьютер байдаг ертөнцөд мэдээллийн нууцлал, бүрэн бүтэн байдал, хүртээмжийг хадгалах.

Аюул нь таамаглал биш гэдгийг тодорхой хэлэх ёстой: квант тооцоолол толгой эргэм хурдтай хөгжиж байгаа бөгөөд арилжааны төлөвшилд хүрэх үед чадах тийм том тооцоолох хүчин чадалтай үндсэн криптографийн алгоритмуудыг эвдэх Өнөөдөр интернет, компаниуд, муж улсууд, тэр ч байтугай цахим DNI ашигладаг.

Энэ нь уламжлалт шифрлэлтийн аргууд хичнээн хүчирхэг байсан ч эмзэг байх болно гэсэн үг юм. Тийм ч учраас protección cuántica Энэ нь өгөгдлийн аюулгүй байдлыг сайжруулах, квант суперкомпьютерийн халдлагад тэсвэртэй алгоритмуудыг хөгжүүлэхийн тулд квант физикийн зарчмуудыг ашиглан өөрийгөө шинэ жишиг болгож байна.

Квантын хамгаалалтын түлхүүрүүд нь зөвхөн ашигладаг алгоритмын төрлөөс гадна мэдээллийг шифрлэх, тайлах түлхүүрүүдийг хэрхэн хуваарилж, удирдаж байгаатай холбоотой юм.Хамгийн дэвшилтэт аргууд нь квант криптограф (квантын физик дээр үндэслэсэн) ба квантын дараах криптограф (маш хүчирхэг квант компьютерийг ч тэсвэрлэх чадвартай алгоритмууд) хослуулсан.

Квант тооцоолол нь дижитал аюулгүй байдалд ямар аюул занал учруулж байна вэ?

Бид яагаад квант хамгаалалтын талаар ингэж их ярьдагийг ойлгохын тулд эхлээд ойлгох хэрэгтэй Бидний мэдэж байгаагаар квант тооцоолол аюулгүй байдалд хэрхэн заналхийлж байна вэ?. Квантын компьютер нь уламжлалт компьютерээс ялгаатай нь зөвхөн 0 эсвэл 1 байж болох битүүдтэй ажилладаггүй. qubits Энэ нь хоёр мужид нэгэн зэрэг байж болно (квантын суперпозицияны ачаар).

Энэ онцлог нь сонгодог компьютерт өмнө нь боломжгүй байсан эсвэл хэдэн зуун жил шаардагдах математикийн тодорхой үйлдлүүдийг хэдэн минут, хэдэн цагийн дотор хийх боломжтой болгодог. Тодорхой жишээ бол algoritmo de Shor, энэ нь квант компьютерт маш их тоог бараг агшин зуур анхны хүчин зүйл болгон задлах боломжийг олгох бөгөөд ингэснээр системүүдийн аюулгүй байдлыг хүчингүй болгоно. RSA o ECC (зууван муруй криптограф).

Энэхүү технологийн дэвшлийн үр дагавар нь асар их юм:

• Нийтийн болон хувийн түлхүүрүүдийн эрсдэл: Банк, имэйлийг хамгаалдаг систем гэх мэт одоогийн шифрлэлтийн системүүд эмзэг байх болно.
• Нууцлал алдагдах: Өнөөдөр хамгаалагдсан өгөгдлийг хэн нэгэн хагалах хангалттай квант чадалтай болтол хадгалвал маргааш ил гарч болзошгүй ("одоо хадгалах, дараа нь шифрийг тайлах" халдлага).
• Илүү боловсронгуй кибер халдлага: Кибер гэмт хэрэгтнүүд болон муж улсууд чухал дэд бүтцэд халдах шинэ хэрэгсэлтэй болно.

Холбоотой нийтлэл:

Нийт санаа зовоосон зүйл: Bitcoin түүхэн дэх анхны квант халдлагад өртөж байна

Квантын криптографийн зарчим, үндэс

Квантын хамгаалалтын гол цөм нь criptografía cuántica, энэ нь математикийн асуудлыг хэцүү гэж үзэх үндэслэлгүй, харин квант механикийн хуулиудыг шууд ашиглах явдал юм. Онолын хувьд эвдэршгүй аюулгүй байдлыг хангадаг хэд хэдэн үндсэн зарчим байдаг:

• Superposición: Фотон зэрэг бөөмс нь нэгэн зэрэг хэд хэдэн төлөвт (0 ба 1 зэрэг) байж болно.
• Entrelazamiento cuántico: Хоёр орооцолдсон бөөмс хоорондын зайнаас үл хамааран нөгөөг нь хэмжсэн даруйдаа төлөвөө өөрчлөх боломжтой.
• Principio de incertidumbre de HeisenbergКвантын системд саад учруулахгүйгээр хэмжих боломжгүй; квант түлхүүрийг чагнасан аливаа оролдлого нь ул мөр үлдээдэг бөгөөд үүнийг илрүүлэх боломжтой.

Эдгээр физик зарчмууд нь аливаа саадыг нэн даруй илрүүлэх боломжтой дамжуулах гол схемийг бүтээх боломжийг олгодог. Хамгийн өргөн тархсан хэрэглээ бол квант түлхүүрийн хуваарилалт (QKD), энэ нь одоогийн квант криптографийн томоохон тулгуур юм.

Квантын түлхүүр хуваарилалт (QKD) хэрхэн ажилладаг вэ?

La QKD Энэ нь хоёр тал (жишээ нь, Алис, Боб) хооронд нууц түлхүүр үүсгэх, хуваалцах хувьсгалт арга юм. туйлширсан фотонуудЯмар ч саатуулах оролдлого нь фотонуудын квант төлөвийг өөрчилж, нэвтрэлтийг илрүүлдэг тул түлхүүрийг зөвхөн хүлээн авагч зөв унших боломжтой.

Хамгийн анхны өргөнөөр хүлээн зөвшөөрөгдсөн QKD протокол нь BB84, Чарльз Беннетт, Жиллес Брассард нар 1984 онд боловсруулсан. Энэ нь дараах байдлаар ажилладаг:

1. Алис туйлширсан фотонуудыг (түүний чиглэлээс хамааран тус бүр нь 0 эсвэл 1-ийг илэрхийлж болно) аюулгүй оптик сувгаар, ихэвчлэн шилэн кабелиар дамжуулан Боб руу илгээдэг.
2. Боб фотонуудыг санамсаргүй шүүлтүүрээр хэмжиж, дараа нь хоёуланг нь (олон нийтийн сувгаар) ашигласан чиг баримжааг харьцуулна.
3. Тэд хоёулаа ижил чиг баримжаа ашигласан тохиолдлуудад тохирох битүүдийг (утга) хадгалдаг; Энэ бол хуваалцсан нууц түлхүүрийн цөм юм.

Өөр нэг чухал шинэлэг зүйл бол протокол E91, Артур Экертийн бичсэн бөгөөд энэ нь аливаа төрлийн тагнуулын эсрэг аюулгүй байдлыг бэхжүүлэхийн тулд квантын орооцолдолд суурилсан болно.

Сонгодог криптографийн эсрэг квант хамгаалалтын давуу болон сул талууд

La criptografía cuántica Энэ нь уламжлалт аргуудаас хэд хэдэн ялгаатай давуу талуудыг санал болгодог:

• Болзолгүй аюулгүй байдал: математикийн таамаглал дээр бус физикийн хуулинд үндэслэсэн.
• Тасралт илрүүлэх: Кубитийн өөрчлөлтөөс болж тагнуул хийх аливаа оролдлого нь гарцаагүй харагдана.
• Квантын тооцооллын эсэргүүцэл: Сонгодог криптографаас ялгаатай нь одоогийн квант аргуудыг квант компьютер эвдэж чадахгүй.

Үүний сул талууд нь:

• Хязгаарлагдмал зай: Хиймэл дагуул болон давталт хурдацтай хөгжиж байгаа хэдий ч холын зайн оптик кабельд фотонууд доройтож байна.
• Coste elevado: QKD системийг хэрэгжүүлэхийн тулд тусгай тоног төхөөрөмж болон хөгжиж буй дэд бүтцэд хөрөнгө оруулалт хийх шаардлагатай.
• практик сорилтууд: Онолын аюулгүй байдал нь бодит төхөөрөмж болон тохиргоонд сул талтай байж болно.

Квантын хамгаалалт доторх төрөл ба протоколууд

Энэ талбарт янз бүрийн аргууд багтдаг бөгөөд тус бүр нь харилцаа холбоо, хадгалалтын өөр өөр тал дээр анхаарлаа төвлөрүүлдэг.

• Квантын түлхүүрийн хуваарилалт (QKD): нууц түлхүүрүүдийг найдвартай солилцох.
• Квантын зоос: итгэлгүй талуудын хооронд зөвшилцөх, баталгаажуулах туршилтын аргууд.
• Квантын тоон гарын үсэг: мессеж, гүйлгээний үнэн зөвийг шалгах.
• Нэмэлт протоколууд: Quantum Oblivious Transfer, байрлалд суурилсан систем болон криптологийн бусад дэвшилтэт туршилтууд.

Квантын хамгаалалтын хэрэглээний тохиолдол ба практик хэрэглээ

Лас aplicaciones de la protección cuántica Эдгээр нь төрийн болон хувийн хэвшлийн аль алинд нь олон салбарт аль хэдийн бодитой болсон:

• Засгийн газар, батлан ​​хамгаалах: нууц мэдээлэл болон чухал системийг хамгаалах.
• Finanzas y banca: нууц мэдээлэл болон нууц гүйлгээг найдвартай дамжуулах.
• Чухал дэд бүтэц: мэдээлэл алдагдахаас сэргийлж чадахгүй цахилгаан сүлжээ, эрүүл мэнд, харилцаа холбоо.
• Квантын харилцаа холбооны сүлжээ: Хятадын хиймэл дагуул Мициус зэрэг төслүүд болон Европ, Америк дахь сүлжээ.
• Сонгуулийн аюулгүй байдал: Швейцарь дахь хотын сонгуульд ил тод, найдвартай байдлыг хангах туршилт.

Эдгээр жишээнүүд үүнийг харуулж байна Квантын криптограф нь аль хэдийн өргөжин тэлж буй бодит байдал бөгөөд зөвхөн ирээдүйн амлалт биш юм.Компаниуд болон засгийн газрууд чухал тоон хөрөнгийг хамгаалахын тулд энэ технологид хөрөнгө оруулалт хийж байна.

Техникийн сорилтууд ба квант хамгаалалтад тулгарч буй саад бэрхшээлүүд

Өргөн хүрээтэй хүүхэд үрчлэх нь дараахь саад бэрхшээлтэй тулгардаг.

• Хамрах хүрээний асуудлууд: Хиймэл дагуулууд болон давтагч төхөөрөмж энэ байдлыг сайжруулж байгаа хэдий ч шилэн кабелиар дамжуулан QKD системийн хамрах хүрээ хязгаарлагдмал хэвээр байна.
• Interoperabilidad: Шинэ квант технологийг одоо байгаа системүүдтэй нэгтгэх нь цогц өөрчлөлт, олон улсын хамтын ажиллагааг шаарддаг.
• Costes elevados: Тусгай зориулалтын тоног төхөөрөмж нь олон байгууллагын хувьд томоохон хөрөнгө оруулалт болж байна.
• Техник хангамжийн хөгжилКвантын төхөөрөмжүүд нь өндөр нарийвчлал, тогтвортой байдлыг шаарддаг бөгөөд одоо ч хөгжлийн шатандаа байна.
• Хөгжиж буй дүрэм журам: Стандарт, протоколууд боловсруулагдаж байгаа бөгөөд дэлхийн зохицуулалт хараахан бүрэн тодорхойлогдоогүй байна.

Квантын хамгаалалт руу шилжих: хэрхэн бэлтгэх

La квант аюулгүй байдалд дасан зохицох Энэ нь IBM, Google, Apple зэрэг чухал салбарууд болон тэргүүлэгч компаниудад аль хэдийн эхэлсэн. Эдгээр алхмуудыг дагаж мөрдөхийг зөвлөж байна:

• Квантын эрсдэлийг үнэлэх: Ямар өгөгдөл, системд урт хугацааны хамгаалалт хэрэгтэйг тодорхойлох.
• Криптографийн дэд бүтцийг тоолох: Квантын халдлагыг эсэргүүцэхийн тулд одоогийн ямар протоколуудыг шинэчлэх шаардлагатайг шинжилнэ үү.
• Квантын дараах алгоритмуудыг хэрэгжүүлэх: ирээдүйн халдлагад тэсвэртэй шийдлүүд рүү аажмаар шилжинэ.
• Квантын технологийн сургалт: үр ашигтай шилжих техникийн болон стратегийн боловсон хүчнийг бэлтгэх.
• Гибрид шийдлүүдийг оновчтой болгох: шилжилтийн үед сонгодог болон квант криптографийн хослолыг ашиглах.

Квантын компьютер бодит аюул заналхийлж байгаа үед шилжих хөдөлгөөн илүү төвөгтэй, зардал ихтэй байх тул эртхэн ажиллах нь маш чухал юм.

Квантын хамгаалалтын үндсэн хөгжил ба стандартууд

Ирээдүйд бат бөх стандартуудыг бий болгож, олон улсын хамтын ажиллагааг хөгжүүлэхэд оршино NISTЧухал ахиц дэвшил гарсан, тухайлбал:

• Сонголт, туршилт Квантын дараах алгоритмууд Энэ нь чухал мэдээллийг хамгаалахад зайлшгүй шаардлагатай болно.
• Хөгжил QKD арилжааны дэд бүтэц туршилтын сүлжээ болон бодит орчинд.
• Iniciativas como el Quantum Safe Financial Forum (QSFF), хамгаалалтыг сайжруулах зорилгоор банк санхүүгийн байгууллагатай хамтран ажиллаж.
• Харилцаа холбооны компаниуд, үүлэн үйлчилгээ, чухал дэд бүтцийн сүлжээнүүдийн амлалт.

Квантын хамгаалалт ба кибер аюулгүй байдлын ирээдүй

Квантын тооцооллын дэвшил нь дижитал аюулгүй байдлыг дахин тодорхойлох боломжийг харуулж байгаа төдийгүй сорилт биш юм. Туршилт, стандарт, ашиглалтын талаар олон улсын хамтын ажиллагаа бүхий дараагийн алхмууд нь криптограф нь түүнийг үндэслэсэн физик хууль шиг аюулгүй байх эрин үеийг ойртуулна.

La protección cuántica Энэ нь илүү аюулгүй орчин бүрдүүлэхийн тулд физик, математикийн хичээлүүд гар нийлэн ажилладаг эрин үед бидний өгөгдөл, харилцаа холбоо, дижитал хөрөнгийг хамгаалах гол элемент болж байна.

Даниел Терраса

Редактор нь технологи, интернетийн асуудлаар мэргэшсэн бөгөөд янз бүрийн дижитал медиа дээр арав гаруй жилийн туршлагатай. Би цахим худалдаа, харилцаа холбоо, онлайн маркетинг, сурталчилгааны компаниудад редактор, контент бүтээгчээр ажиллаж байсан. Би бас эдийн засаг, санхүү болон бусад салбарын вэб сайтууд дээр бичсэн. Миний ажил бас миний хүсэл тэмүүлэл. Одоо миний нийтлэлүүдээр дамжуулан Tecnobits, Би өдөр бүр бидний амьдралыг сайжруулахын тулд технологийн ертөнц бидэнд санал болгож буй бүх мэдээ, шинэ боломжуудыг судлахыг хичээдэг.