پوسٹ کوانٹم سائبرسیکیوریٹی: کوانٹم ایج میں ڈیجیٹل چیلنج

ڈیجیٹل سیکورٹی آج ایک اہم لمحے کا سامنا کر رہی ہے۔ نئے تکنیکی نمونوں کی آمد اپنے ساتھ بہت بڑے چیلنجز لاتی ہے: computación cuánticaاس کی زبردست پروسیسنگ طاقت کے ساتھ، موجودہ تحفظ کے ماڈل کو اڑا دینے کا خطرہ ہے۔ ciberseguridad postcuántica یہ وہ حل ہے جس کی ہمیں مستقبل قریب میں ضرورت ہے۔

شاید بہت سوں کے لیے یہ سائنس فکشن کی طرح لگتا ہے، لیکن دنیا بھر کی کمپنیاں، حکومتیں اور تحقیقی مراکز برسوں سے کوانٹم کمپیوٹنگ کے ابھرنے کی توقع کر رہے ہیں، اور ہماری ڈیجیٹل رازداری اور سلامتی کے لیے اس کا کیا مطلب ہوگا۔ پوسٹ کوانٹم کرپٹوگرافی کل کی لائف لائن ہوسکتی ہے۔ہم آپ کو بتائیں گے کہ یہ کن چیزوں پر مشتمل ہے اور اس کے چیلنجز کیا ہیں۔

کوانٹم لیپ جو کھیل کے اصولوں کو بدل دیتی ہے۔

موجودہ ڈیجیٹل سیکورٹی کی پوری ریڑھ کی ہڈی انتہائی پیچیدہ ریاضیاتی مسائل پر مبنی ہے۔مثال کے طور پر، RSA انکرپشن یا Diffie-Hellman کلیدی تبادلے جیسے نظاموں کی وشوسنییتا کا انحصار کلاسیکل کمپیوٹرز کے لیے بڑی تعداد کو فیکٹر کرنے یا مناسب اوقات میں مجرد لوگارتھم کو حل کرنے کے عملی ناممکنات پر ہے۔ اس طرح، ہیکرز کو ان سائفرز کو توڑنے کے لیے وسائل کی ایک مضحکہ خیز رقم لگانی ہوگی۔

لیکن 1994 میں پیٹر شور نے اپنا مشہور پیش کیا۔ algoritmo cuánticoاس الگورتھم نے دکھایا کہ کافی طاقتور کوانٹم کمپیوٹر کے ساتھ، نمبروں کو فیکٹر کرنا اور موجودہ خفیہ کاری کو گھنٹوں یا منٹوں میں توڑنا ممکن ہوگا۔. ¿El motivo? کوانٹم کمپیوٹرز روایتی کمپیوٹرز کی طرح اصولوں پر عمل نہیں کرتے ہیں: سپرپوزیشن اور الجھن جیسے مظاہر کی بدولت، وہ ان مسائل پر بالکل نئے اور بہت تیز طریقوں سے حملہ کر سکتے ہیں۔

اور نہ ہی اس طرح کی پیشرفت algoritmo de Grover، جو ہم آہنگ کلیدی نظاموں پر حملے کو تیز کرتا ہے جیسے AESیہاں اثر کم اہم ہے، لیکن اس کے لیے پہلے سے ہی کوانٹم سیاق و سباق میں مساوی سیکیورٹی کو برقرار رکھنے کے لیے کلیدی سائز کو دوگنا کرنے کی ضرورت ہے۔

معیاری کاری کی تنظیمیں، سے امریکی NIST یورپی اداروں کے لیے خطرے کی گھنٹی بجا دی ہے: ہمیں ابھی ایسی دنیا کے لیے تیار ہونا چاہیے جہاں کوانٹم کمپیوٹنگ ایک تجارتی حقیقت ہے۔.

پوسٹ کوانٹم سائبرسیکیوریٹی بالکل کیا ہے؟

La خفیہ نگاری یا پوسٹ کوانٹم سائبر سیکیورٹی (یا PQC) تکنیکوں اور الگورتھم کا ایک مجموعہ شامل ہے جو نہ صرف کلاسیکی کمپیوٹرز سے بلکہ مستقبل کے کوانٹم کمپیوٹرز کے حملوں کا مقابلہ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اس کا مقصد ہے۔معلومات کی رازداری اور صداقت کو یقینی بنائیں، یہاں تک کہ جب کوانٹم کمپیوٹنگ عملی اور سستی ہو جائے۔.

En pocas palabras: PQC اسکیمیں ریاضی کے مسائل پر انحصار کرتی ہیں جو موجودہ علم کے مطابق کوانٹم مشینوں کے لیے بھی مشکل رہیں گی۔یہ صرف کلیدی سائز بڑھانے یا "اسی سے زیادہ" کرنے کے بارے میں نہیں ہے۔ ہم یہاں یکسر مختلف طریقوں کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔

اس کا مطلب یہ ہے کہ بینکنگ نیٹ ورکس سے لے کر ذاتی کمیونیکیشن تک آج تیار کردہ تمام سسٹمز کو منتقل ہونا پڑے گا اور کلیدی تبادلہ الگورتھم، خفیہ کاری، اور پوسٹ کوانٹم ڈیجیٹل دستخطوں کو مربوط کریں۔بہت زیادہ تناسب کی تکنیکی اور لاجسٹک چھلانگ۔

پوسٹ کوانٹم الگورتھم کی اقسام اور خاندان

پوسٹ کوانٹم سائبرسیکیوریٹی کے سب سے زیادہ دلچسپ اور پیچیدہ پہلوؤں میں سے ایک الگورتھم کی مختلف قسم اور ان کی نظریاتی بنیادیں ہیں:

• جالی پر مبنی خفیہ نگاری: یہ کثیر جہتی ریاضیاتی ڈھانچے میں مختصر ویکٹر تلاش کرنے کی مشکل کا استعمال کرتا ہے۔ الگورتھم جیسے CRYSTALS-Kyber y CRYSTALS-Dilithium اس اسکیم پر مبنی ہیں۔
• کوڈ پر مبنی خفیہ نگاری: یہ لکیری کوڈز کو سمجھنے کی دشواری پر مبنی ہے۔
• Isogeny کی بنیاد پر خفیہ نگاری: اس کی حفاظت بیضوی منحنی خطوط کے درمیان نقشے تلاش کرنے سے حاصل ہوتی ہے۔
• ملٹی ویریٹی مساوات پر مبنی کرپٹوگرافی۔: متعدد متغیرات کے ساتھ کثیر الثانی مساوات کے نظام استعمال کرتا ہے۔
• ہیش فنکشن پر مبنی کرپٹوگرافی: یہ یک طرفہ SHA-3 قسم کے افعال اور مرکل درخت کے ڈھانچے پر مبنی ہے۔

ان تمام خاندانوں کی تلاش ہے۔ کہ کوانٹم کمپیوٹر کی مدد سے بھی خفیہ کاری کو توڑنا محض ناقابل عمل ہے۔

پورے ڈیجیٹل انفراسٹرکچر کو منتقل کرنے کا چیلنج

پوسٹ کوانٹم سائبرسیکیوریٹی کی طرف قدم یہ ایک سادہ سافٹ ویئر تبدیلی نہیں ہے، اور نہ ہی یہ راتوں رات حل ہوتا ہے۔اس میں انٹرآپریبلٹی اور کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے پروٹوکول، ڈیوائسز اور پورے سسٹم کو اپ ڈیٹ کرنا شامل ہے۔

سب سے زیادہ متعلقہ تکنیکی اور تنظیمی رکاوٹوں میں سے جو ہمیں ملتی ہیں:

• چابیاں اور دستخطوں کا بڑا سائز: یہ اسٹوریج اور رفتار کی رکاوٹوں کا باعث بن سکتا ہے، خاص طور پر وسائل محدود آلات کے لیے۔
• کمپیوٹنگ کا طویل وقتکچھ پوسٹ کوانٹم الگورتھم کو زیادہ طاقت کی ضرورت ہوتی ہے، جو ان نظاموں میں رکاوٹ بن سکتی ہے جن کے لیے حقیقی وقت کے ردعمل کی ضرورت ہوتی ہے۔
• "ابھی اسٹور کریں، بعد میں ڈیکرپٹ کریں (SNDL)" کا خطرہسائبر کرائمین آج انکرپٹڈ معلومات اکٹھا کر سکتے ہیں اور اب سے چند سال بعد اسے ڈکرپٹ کرنے کی کوشش کر سکتے ہیں، جب ان کے پاس کوانٹم کمپیوٹنگ کی صلاحیتیں ہوں۔
• موجودہ نظاموں میں انضمام: پروٹوکول جیسا کہ TLS، SSH، یا VPNs کو اپنانے کے لیے وسیع جانچ اور متعدد ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر اپ ڈیٹس کی ضرورت ہوتی ہے۔

گویا یہ کافی نہیں ہے، ہجرت کے لیے مسائل کو حل کرنے کی ضرورت ہے۔ گورننس، ریگولیٹری تعمیل اور تنظیمی چستیریاستہائے متحدہ میں، مثال کے طور پر، عوامی اداروں کو منتقلی کو ترجیح دینے کے لیے پہلے سے ہی اپنے تمام کرپٹوگرافک سسٹمز کی تفصیلی فہرست تیار کرنے کی ضرورت ہے، یہ ایک ایسا اقدام ہے جو عالمی سطح پر تیزی سے متعلقہ ہوتا جا رہا ہے۔

بین الاقوامی ریس: جیو پولیٹکس اور سائبر سیکیورٹی کا مستقبل

کوانٹم کمپیوٹنگ اور پوسٹ کوانٹم کرپٹوگرافی پہلے ہی عالمی جیو پولیٹیکل ایجنڈے کا حصہ ہیں۔ریاستہائے متحدہ ادارہ جاتی اور کارپوریٹ سطحوں پر معیاری کاری اور نقل مکانی کے عمل کی قیادت کر رہا ہے، جب کہ چین کوانٹم ٹیکنالوجیز میں بہت زیادہ سرمایہ کاری کر رہا ہے اور معیاری کاری کی اپنی رفتار کا تجربہ کر رہا ہے۔

یورپی یونین نے اپنی طرف سے واضح روڈ میپ اور سرحد پار تعاون جیسے فروغ Quantum Flagship اور کوانٹم کلیدی تقسیم اور پوسٹ کوانٹم کرپٹوگرافی پر قومی منصوبے۔

پوسٹ کوانٹم سائبرسیکیوریٹی کی یہ دوڑ نہ صرف ممالک کو ایک دوسرے کے خلاف کھڑا کرتی ہے بلکہ اس میں بڑی ٹیکنالوجی کمپنیاں، لیبارٹریز اور اسٹارٹ اپ بھی شامل ہوتے ہیں، جن کی حمایت سرکاری اور نجی فنڈز سے حاصل ہوتی ہے۔ اس تبدیلی کی قیادت کرنے والی قوم یا کمپنی کو قومی سلامتی، ڈیجیٹل معیشت اور سائنسی قیادت کے لحاظ سے بہت زیادہ مسابقتی فائدہ حاصل ہوگا۔.

تنظیمیں کس طرح کوانٹم عمر کے لیے تیاری کر سکتی ہیں۔

کوانٹم مزاحم ڈیجیٹل سیکیورٹی کی طرف ہجرت کے لیے حکمت عملی، سرمایہ کاری اور چستی کی ضرورت ہوتی ہے۔ پیچھے نہ پڑنے کے لیے کون سے اقدامات اہم ہیں؟

• عوامی کلیدی خفیہ کاری کا استعمال کرنے والے تمام سسٹمز کی شناخت اور فہرست بنائیںصرف یہ جان کر ہی آپ اسے درست طریقے سے ترجیح دے سکتے ہیں کہ کس چیز کو اپ ڈیٹ کرنے کی ضرورت ہے۔
• NIST اور دیگر تنظیموں کے ذریعہ تجویز کردہ پوسٹ کوانٹم کرپٹوگرافی کے نئے معیارات کو اپنائے۔آگے کی منصوبہ بندی کرنا بہت ضروری ہے، کیونکہ اگر غیر متوقع پیش رفت ہوتی ہے تو منتقلی کی کھڑکی توقع سے کم ہوسکتی ہے۔
• ایک منقسم اور پرتوں والی خفیہ کاری کی حکمت عملی کو نافذ کریں۔مختلف کرپٹوگرافک طریقوں کی تکمیل اور حملوں کو مزید مشکل بنانا۔
• Modernizar infraestructuras اور اس بات کو یقینی بنائیں کہ نظام کو فعالیت یا کارکردگی کو کھونے کے بغیر اپ گریڈ کیا جا سکتا ہے۔
• خودکار کلید اور سرٹیفکیٹ کے انتظام اور گردش ممکنہ خطرات کی نمائش کے وقت کو کم سے کم کرنے کے لیے۔
• تنظیم میں ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز کی حفاظت کریں، جیسے بوٹس یا مصنوعی ذہانت کے ایجنٹسخت حفاظتی پالیسیوں کا اطلاق اور مسلسل نگرانی۔

اصل چیلنج نہ صرف ٹیکنالوجی میں ہے، بلکہ اس میں ہے۔ تنظیموں کی حکمرانی، ریگولیٹری تعمیل، اور اپنی ٹیموں کی تربیت کو اپنانے اور برقرار رکھنے کی صلاحیت نئے خطرات کے عروج پر۔

انوویشن میں تیزی آتی جارہی ہے: کوانٹم چپس اور نئی کامیابیاں

کوانٹم کمپیوٹنگ زمین کی تزئین کی ایک تیز رفتاری سے ارتقاء جاری ہے۔ ذرا حالیہ اعلانات کو دیکھیں، جیسے کوانٹم کمپیوٹنگ پروسیسر کا آغاز۔ Majorana 1 مائیکروسافٹ کی طرف سے، یا گوگل کی طرف سے Willow، دونوں تجرباتی صلاحیتوں کے ساتھ لیکن تیزی سے عملی استعمال کے قریب۔

قابل عمل کوانٹم کمپیوٹرز کی پیمائش کا امکان اب محض قیاس آرائی نہیں ہے، اور ٹیکنالوجی کمپنیوں اور عوامی انتظامیہ دونوں کو پیچھے رہنے سے بچنے کے لیے اپنی رفتار کو تیز کرنا چاہیے۔

متوازی طور پر، چین اور یورپی یونین نے بھی چپس اور کوانٹم کلیدی تقسیم کے نیٹ ورکس کی ترقی کو تیز کیا ہے، یہ ظاہر کرتے ہوئے کہ مقابلہ صرف سلیکن ویلی تک محدود نہیں ہے۔

پوسٹ کوانٹم سائبر سیکیورٹی کا مستقبل پہلے سے کہیں زیادہ کھلا اور چیلنجنگ ہے۔کوانٹم کمپیوٹنگ بہت سے شعبوں میں خلل ڈالنے والی پیشرفت لائے گی، لیکن یہ ہمیں بنیادی طور پر اس بات پر دوبارہ غور کرنے پر مجبور کرتی ہے کہ ہم معلومات کی حفاظت کیسے کرتے ہیں اور ڈیجیٹل رازداری کو یقینی بناتے ہیں۔ سرمایہ کاری کرنا، اپ ڈیٹ کرنا، اور منحنی خطوط سے آگے رہنا صرف مناسب نہیں ہے: اگلے عظیم تکنیکی انقلاب میں پیچھے رہنے سے بچنا ضروری ہے۔