د کمپیوټر امنیتي وسیلو مقدار - وروستی ځای یا په تابوت کې کیل؟ کله چې موږ ملیونونه کوبیټونه لرو
له یوې خوا، د کوانټم کمپیوټري داسې بریښي چې د "بشپړ" او "نه ویجاړیدونکي" کوډ کولو میتود دی چې هر څوک به په کمپیوټرونو او ډیټا کې د هیک کولو مخه ونیسي. له بلې خوا ، دا ویره هم وه چې "بد هلکان" به په ناڅاپي ډول د کوانټم ټیکنالوژي ونه کاروي ...
څو میاشتې مخکې، د تطبیق شوي فزیک په لیکو کې، د چین ساینس پوهانو تر ټولو چټک وړاندې کړ د کوانټم تصادفي شمیرې جنریټر (کوانټم تصادفي شمیره جنریټر ، QRNG) په ریښتیني وخت کې فعالیت کوي. ولې دا مهمه ده؟ ځکه چې د (ریښتیني) تصادفي شمیرو رامینځته کولو وړتیا د کوډ کولو کلیدي ده.
تر ټولو ډیر د QRNG سیسټمونه نن ورځ دا جلا فوټونک او بریښنایی اجزا کاروي ، مګر په مدغم سرکټ کې د ورته برخو ادغام یوه لویه تخنیکي ننګونه ده. د ګروپ لخوا رامینځته شوی سیسټم د انډیم جرمینیم فوټوډیوډز او د سیلیکون فوټونک سیسټم (1) سره مدغم شوي د انډیم جرمینیم فوټوډیوډز کاروي (XNUMX) په شمول د کپلرونو او attenuators سیسټم.
د دې اجزاو ترکیب اجازه ورکوي QR انګلیسي د سیګنالونو په کشفولو سره د کوانټم انټروپي سرچینې د پام وړ ښه شوي فریکونسۍ غبرګون سره. یوځل چې تصادفي سیګنالونه وموندل شي ، دوی د برنامې وړ ګیټ میټریکس لخوا پروسس کیږي چې د خام ډیټا څخه واقعیا تصادفي شمیرې استخراج کوي. نتیجه اخیستونکی وسیله کولی شي په یوه ثانیه کې نږدې 19 ګیګابایټ شمیرې تولید کړي، یو نوی نړیوال ریکارډ. بیا تصادفي شمیرې د فایبر آپټیک کیبل له لارې هر کمپیوټر ته لیږل کیدی شي.
د کوانټم تصادفي شمیرو تولید د کریپټوګرافي په زړه کې دی. دودیز تصادفي شمیره جنراتورونه معمولا په الګوریتمونو تکیه کوي چې د سیډو - تصادفي شمیرې جنراتورونو په نوم پیژندل کیږي ، کوم چې لکه څنګه چې نوم وړاندیز کوي واقعیا تصادفي ندي او له همدې امله احتمالي زیان منونکي دي. پورته نظری کوانټم نمبر جنریټرونه واقعیا تصادفي شرکتونه لکه Quantum Dice او IDQuantique د نورو په مینځ کې کار کوي. د دوی محصولات لا دمخه په سوداګریزه توګه کارول کیږي.
کوم چې دا اداره کوي چې څنګه فزیکي شیان په کوچنیو اندازو کار کوي. د bit 1 یا bit 0 سره مساوي کوانټم یو qubit دی. (2)، کوم چې کیدای شي 0 یا 1 هم وي، یا په یوه تش په نامه سوپرپوزیشن کې وي - د 0 او 1 هر یو ترکیب. په دوو کلاسیک بټونو (کوم چې کیدای شي 00، 01، 10، او 11 وي) د محاسبې ترسره کولو ته اړتیا ولري. څلور ګامونه.
دا کولی شي په ورته وخت کې په ټولو څلورو ایالتونو کې محاسبه ترسره کړي. دا په ګړندۍ توګه اندازه کوي - زر کیوبیټ به په ځینو لارو کې د نړۍ ترټولو ځواکمن سوپر کمپیوټر څخه ډیر ځواکمن وي. بل د کوانټم مفهوم چې د کوانټم کمپیوټري لپاره خورا مهم دی ګډوډيد دې له امله چې qubits په داسې ډول سره تړاو لري چې دوی د یو کوانټم حالت لخوا تشریح شوي. د دوی یو اندازه سمدلاسه د بل حالت ښیې.
ښکیلتیا په کریپټوګرافي او کوانټم ارتباط کې مهم دی. په هرصورت، د کوانټم کمپیوټري ظرفیت د کمپیوټري ګړندي کولو کې ندي. بلکه، دا د ستونزو په ځینو ټولګیو کې د پام وړ ګټه وړاندې کوي، لکه د ډیرو لویو شمیرو کمپیوټر کول، کوم چې به د دې لپاره جدي پایلې ولري. سایبر امنیت.
تر ټولو عاجل کار کوانټم کمپیوټینګ د کوانټم کمپیوټینګ احتمال خلاصولو لپاره د کافي غلطۍ زغمونکي کوبیټس رامینځته کول دي. د qubit او د دې چاپیریال ترمنځ تعامل په مایکرو ثانیو کې د معلوماتو کیفیت خرابوي. د دوی له چاپیریال څخه د کوبیټونو جلا کول، د بیلګې په توګه د تودوخې مطلق صفر ته نږدې د دوی یخ کول ستونزمن او ګران دي. شور اوچتیږي لکه څنګه چې د کوبیټونو شمیر ډیریږي ، د پیچلي غلطۍ اصلاح تخنیکونو ته اړتیا لري.
اوس مهال د واحد کوانټم منطق دروازې څخه برنامه شوي ، کوم چې ممکن د کوچني پروټوټایپ کوانټم کمپیوټرونو لپاره د منلو وړ وي ، مګر غیر عملي کله چې دا په زرګونو کیوبیټ ته راځي. په دې وروستیو کې، ځینې شرکتونه لکه IBM او کلاسیک د پروګرام کولو سټیک کې نور خلاص پرتونه رامینځته کوي، پراختیا کونکو ته اجازه ورکوي چې د ریښتینې نړۍ ستونزې حل کولو لپاره پیاوړي کوانټم غوښتنلیکونه رامینځته کړي.
مسلکیان په دې باور دي چې د بد نیت لرونکي لوبغاړي کولی شي ګټه پورته کړي د کوانټم کمپیوټینګ ګټې د سرغړونو لپاره نوې تګلاره جوړه کړئ سایبر امنیت. دوی کولی شي داسې کړنې ترسره کړي چې په کلاسیک کمپیوټرونو کې به خورا کمپیوټري ګران وي. د کوانټم کمپیوټر سره، هیکر کولی شي په تیوریکي توګه په چټکۍ سره ډیټاسیټونه تحلیل کړي او د ډیرو شبکو او وسایلو په وړاندې پیچلي بریدونه پیل کړي.
که څه هم اوس مهال دا ناشونې ښکاري چې د ټیکنالوژیک پرمختګ په اوسني سرعت کې، د عمومي هدف کوانټم کمپیوټري راڅرګندیدل به ډیر ژر په کلاوډ کې د زیربنا په توګه د خدماتو پلیټ فارم په توګه شتون ولري، دا د کاروونکو پراخه لړۍ ته چمتو کوي.
په 2019 کې بیرته، مایکروسافټ اعلان وکړ چې دا به وړاندیز وکړي ستاسو په Azure کلاوډ کې کوانټم کمپیوټريکه څه هم دا به د پیرودونکو غوره کولو لپاره د دوی کارول محدود کړي. د دې محصول د یوې برخې په توګه، شرکت د کوانټم حلونه وړاندې کوي لکه حل کوونکي i الګوریتم, کوانټم سافټویر، لکه سمیلیټرونه او د سرچینو اټکل کولو وسیلې ، په بیله بیا د کوانټم هارډویر د مختلف کوبیټ جوړښتونو سره چې ممکن د هیکرانو لخوا احتمالي ګټه پورته شي. د کوانټم کلاوډ کمپیوټري خدماتو نور چمتو کونکي IBM او Amazon Web Services (AWS) دي.
د الګوریتم جګړه
کلاسیک ډیجیټل سیفرونه د ذخیره کولو او لیږد لپاره په کوډ شوي پیغامونو کې ډیټا بدلولو لپاره په پیچلي ریاضياتي فارمولونو تکیه وکړئ. دا د ډیټا کوډ کولو او کوډ کولو لپاره کارول کیږي. ډیجیټل کیلي.
له همدې امله، برید کوونکی هڅه کوي د خوندي معلوماتو غلا یا بدلولو لپاره د کوډ کولو طریقه مات کړي. د دې کولو ښکاره لاره دا ده چې د ټولو ممکنه کلیدونو هڅه وکړئ ترڅو یو مشخص کړي چې ډاټا بیرته د انسان لوستلو وړ بڼه کې ډیکریټ کړي. پروسه د دودیز کمپیوټر په کارولو سره ترسره کیدی شي ، مګر ډیری هڅې او وخت ته اړتیا لري.
دوی اوس مهال شتون لري د کوډ کولو دوه اصلي ډولونه: سمیټریکورته کیلي د ډیټا کوډ کولو او کوډ کولو لپاره کارول کیږي؛ همدارنګه غیر متناسب، دا د عامه کیلي سره چې د ریاضي اړونده کیلي یوه جوړه پکې شامله ده ، چې یو یې په عامه توګه شتون لري ترڅو خلکو ته اجازه ورکړي چې د کیلي جوړې مالک لپاره پیغام کوډ کړي ، او بل یې د مالک لخوا په شخصي توګه ساتل کیږي ترڅو د کیلي ډیکریټ کړي. پیغام
W سیمالټ کوډ کول ورته کیلي د ورکړل شوي ډاټا کوډ کولو او کوډ کولو لپاره کارول کیږي. د سمیټریک الګوریتم یوه بیلګه: د پرمختللي کوډ کولو معیار (AES). د AES الګوریتمد متحده ایاالتو حکومت لخوا منل شوی، د دریو کلیدي اندازو ملاتړ کوي: 128-bit، 192-bit، او 256-bit. سیمالټ الګوریتمونه معمولا د لوی کوډ کولو دندو لپاره کارول کیږي لکه د لوی ډیټابیسونو کوډ کول، د فایل سیسټمونه، او د اعتراض حافظه.
W غیر متناسب کوډ کول معلومات د یوې کیلي سره کوډ شوي (عموما د عامه کیلي په توګه ویل کیږي) او د بلې کیلي سره کوډ شوي (عموما د شخصي کیلي په نوم یادیږي). په عام ډول کارول کیږي Rivest الګوریتم, شمیرا, اډلمن (RSA) د غیر متناسب الګوریتم یوه بیلګه ده. که څه هم دوی د سیمال کوډ کولو په پرتله ورو دي، غیر متناسب الګوریتم د کلیدي ویشلو ستونزه حل کوي، کوم چې په کوډ کولو کې یوه مهمه ستونزه ده.
عامه کلیدي کریپټوګرافي دا د سمیټریک کیلي د خوندي تبادلې لپاره او د ډیجیټل تصدیق یا د پیغامونو، اسنادو او سندونو لاسلیک کولو لپاره کارول کیږي چې عامه کیلي د دوی د هویت سره تړاو لري. کله چې موږ یوې خوندي ویب پاڼې ته ګورو چې د HTTPS پروتوکولونه کاروي، زموږ براوزر د عامه کلیدي کریپټوګرافي کاروي ترڅو د ویب پاڼې سند تصدیق کړي او ویب پاڼې ته او د مخابراتو کوډ کولو لپاره سیمالټ کیلي تنظیم کړي.
ځکه چې په عملي توګه ټول انټرنیټ غوښتنلیکونه دوی دواړه کاروي symmetric cryptographyи عامه کلیدي کریپټوګرافيدواړه بڼې باید خوندي وي. د کوډ د کریک کولو ترټولو اسانه لار دا ده چې ټولې ممکنه کیلي هڅه وکړئ تر هغه چې تاسو یو کار ترلاسه نه کړئ. عادي کمپیوټرونه دوی دا کولی شي، مګر دا خورا ستونزمن دی.
د مثال په توګه، د 2002 په جولای کې، ډلې اعلان وکړ چې دوی د 64-bit سیمالټ کیلي کشف کړې، مګر د 300 خلکو هڅو ته اړتیا لري. خلک د څلور نیم کالو څخه زیات کار لپاره. یو کیلي دوه چنده اوږده، یا 128 بټونه به له 300 څخه ډیر سیکټیلیون حلونه ولري، چې شمیر یې د 3 او صفر په توګه ښودل شوی. حتی د نړۍ تر ټولو چټک سوپر کمپیوټر د سمې کیلي موندلو لپاره به ملیاردونه کلونه وخت ونیسي. په هرصورت، د کوانټم کمپیوټري تخنیک چې د ګروور الګوریتم په نوم یادیږي پروسه ګړندۍ کوي د 128-bit کیلي د کوانټم کمپیوټر ته د 64-bit کیلي معادل بدلولو سره. مګر محافظت ساده دی - کیلي باید اوږد شي. د مثال په توګه، د 256-bit کیلي د کوانټم برید په وړاندې ورته محافظت لري لکه د 128-bit کیلي د نورمال برید پروړاندې.
عامه کلیدي کریپټوګرافي په هرصورت، دا د ریاضی کار کولو طریقې له امله خورا لویه ستونزه ده. په دې ورځو کې مشهور د عامه کلیدي کوډ کولو الګوریتمنومیږي RSA, Diffiego-Hellman i elliptic curve cryptography، دوی تاسو ته اجازه درکوي د عامه کیلي سره پیل وکړئ او د ټولو امکاناتو له لارې پرته په ریاضي ډول شخصي کیلي محاسبه کړئ.
دوی کولی شي د کوډ کولو حلونه مات کړي چې امنیت یې د انټیجرونو یا جلا لوګاریتم فکتور کولو پراساس دی. د مثال په توګه، د RSA میتود په کارولو سره چې په ای کامرس کې په پراخه کچه کارول کیږي، یو شخصي کیلي د یوې شمیرې په فکتور کولو سره محاسبه کیدی شي چې د دوه اصلي شمیرو محصول وي، لکه 3 او 5 د 15 لپاره. . څیړنه پیټر ساحل د میساچوسیټس ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ کې 20 کاله دمخه وښودله چې د غیر متناسب کوډ کول ممکن دي.
کولی شي د شور الګوریتم په نوم د تخنیک په کارولو سره یوازې په څو ساعتونو کې 4096-bit کلیدي جوړه کریک کړي. په هرصورت، دا مثالی دی د راتلونکي کوانټم کمپیوټرونه. په اوس وخت کې، ترټولو لوی شمیر چې په کوانټم کمپیوټر کې حساب شوی 15 دی - ټولټال 4 بټونه.
که څه هم سیمالټ الګوریتمونه د شور الګوریتم په خطر کې نه دی، د کوانټم کمپیوټر ځواک د کلیدي اندازو ضرب کولو ته اړوي. د مثال په ډول لوی کوانټم کمپیوټرونه د ګروور الګوریتم چلوي، کوم چې د ډیټابیسونو پوښتنې کولو لپاره د کوانټم تخنیکونه په ګړندۍ توګه کاروي ، کولی شي د سمیټریک کوډ کولو الګوریتمونو لکه AES په وړاندې د وحشي ځواک بریدونو کې څلور چنده ښه والی چمتو کړي. د وحشي ځواک بریدونو پروړاندې د ساتنې لپاره ، د ورته کچې محافظت چمتو کولو لپاره د کلیدي اندازه دوه چنده کړئ. د AES الګوریتم لپاره، دا پدې مانا ده چې د نن ورځې 256-bit امنیتي ځواک ساتلو لپاره د 128-bit کلیدونو کارول.
د نن ورځې RSA کوډ کولد کوډ کولو یوه پراخه بڼه کارول کیږي، په ځانګړې توګه کله چې په انټرنیټ کې حساس معلومات لیږدوي، د 2048-bit شمیرو پر بنسټ والړ دی. کارپوهان دا اټکل کوي کوانټم کمپیوټر د دې کوډ کولو ماتولو لپاره به تر 70 ملیون کیوبیټ پورې وخت ونیسي. ورکړل شوی دغه اوس مهال، ترټولو لوی کوانټم کمپیوټرونه له سلو qubits څخه ډیر ندي. (که څه هم IBM او ګوګل پلان لري چې تر 2030 پورې یو ملیون ته ورسیږي) ، دا ممکن ډیر وخت وي مخکې لدې چې یو ریښتیني ګواښ څرګند شي ، مګر لکه څنګه چې پدې برخه کې د څیړنې سرعت ګړندی کیږي ، دا نشي رد کیدی چې دا ډول کمپیوټر به په راتلونکو 3-5 کلونو کې جوړ شي.
د مثال په توګه، ګوګل او په سویډن کې د KTH انسټیټیوټ په دې وروستیو کې د راپور ورکولو لپاره "غوره لاره" موندلې ده د کوانټم کمپیوټر کولی شي د کوډ څخه سرغړونه کې محاسبه ترسره کړيد هغو منابعو کمول چې دوی ورته اړتیا لري د پراخوالي امرونو سره. د دوی مقاله چې د MIT ټیکنالوژۍ بیاکتنې کې خپره شوې ادعا کوي چې یو کمپیوټر د 20 ملیون کیوبیټ سره کولی شي یوازې په 2048 ساعتونو کې د 8-bit شمیره مات کړي.
د کوانټم وروسته کریپټوګرافي
په وروستیو کلونو کې ساینس پوهانو د پرمختګ لپاره سخت کار کړی دی "کوانټم خوندي" کوډ کول. امریکایی ساینس پوه راپور ورکوي چې د متحده ایالاتو د سټنډرډونو او ټیکنالوژۍ ملي انسټیټیوټ (NIST) دمخه د 69 احتمالي نوي تخنیکونو تحلیل کوي چې د "پوسټ کوانټم کریپټوګرافي (PQC)" په نوم یادیږي. په هرصورت، ورته لیک په ګوته کوي چې د کوانټم کمپیوټرونو لخوا د عصري کریپټوګرافي کریک کولو پوښتنه د اوس لپاره فرضي پاتې ده.
3. د میش پر بنسټ د کریپټوګرافي ماډلونو څخه یو جوړ شوی.
په هر حالت کې، د ساینس، انجنیري او طب د ملي اکاډمۍ د 2018 راپور سره سم، "نوي کریپټوګرافي باید اوس رامینځته او پلي شي، حتی که یو کوانټم کمپیوټر چې د نن ورځې کریپټوګرافي ماتولو توان لري په یوه لسیزه کې نه وي جوړ شوی." . راتلونکي کوډ ماتونکي کوانټم کمپیوټرونه کولی شي سل زره ځله ډیر پروسس کولو ځواک ولري او د غلطۍ کچه راټیټه کړي چې دوی یې وړتیا لري. د عصري سایبر امنیت تمرینونو سره مبارزه.
د "پوسټ کوانټم کریپټوګرافي" په نوم د حلونو څخه پیژندل شوي ، په ځانګړي توګه د PQShield شرکت. د امنیت متخصصین کولی شي دودیز کریپټوګرافیک الګوریتمونه د شبکې الګوریتمونو سره ځای په ځای کړي. (لاټیک پر بنسټ کریپټوګرافي) چې د امنیت په پام کې نیولو سره رامینځته شوي. دا نوي میتودونه د پیچلو ریاضياتي ستونزو دننه ډاټا پټوي چې د لیټیکس په نوم یادیږي (3). دا ډول الجبریک جوړښتونه حل کول ستونزمن دي، کریپټوګرافرانو ته اجازه ورکوي چې معلومات خوندي کړي حتی د ځواکمن کوانټم کمپیوټرونو په مخ کې.
د IBM څیړونکي په وینا، سیسلیا بوسینید میش شبکې پراساس کریپټوګرافي به په راتلونکي کې د کوانټم کمپیوټر میشته بریدونو مخه ونیسي ، په بیله بیا د بشپړ هومومورفیک کوډ کولو (FHE) اساس چمتو کړي ، کوم چې کاروونکو ته اجازه ورکوي چې د فایلونو محاسبه ترسره کړي پرته لدې چې ډاټا وګوري یا هیکرانو ته یې افشا کړي.
بله هیله منده طریقه ده د کوانټم کلیدي توزیع ( موثریت ). د QKD کیليونو مقدار ویش (4) د کوانټم میخانیکونو پدیده کاروي (لکه ښکیلتیا) د کوډ کولو کیلي په بشپړ ډول پټ تبادله چمتو کولو لپاره او حتی کولی شي د دوه پایو نقطو ترمینځ د "ایویزډروپر" شتون په اړه خبرداری ورکړي.
په پیل کې، دا طریقه یوازې د آپټیکل فایبر له لارې ممکنه وه، مګر اوس د کوانټم ایکس چینج د انټرنیټ له لارې د لیږلو یوه لاره رامینځته کړې. د بېلګې په توګه د څو زره کيلومترو په واټن کې د سپوږمکۍ له لارې د KKK د چين تجربې معلومې دي. د چین سربیره، پدې سیمه کې مخکښان د KETS Quantum Security او Toshiba دي.
4. د کوانټم کلیدي توزیع ماډلونو څخه یو، QKD
