انگلیس به دنبال امنیت سایبری در رایانه‌های کوانتومی

به گزارش کارگروه امنیت سایبربان؛ یک شرکت ناشناس انگلیسی به نام آرکیت Arqit بی سروصدا در حال آماده‌سازی دولت و شرکت‌ها برای مقابله با تهدید بزرگ بعدی در حوزه دفاع سایبری یعنی رایانه‌های کوانتومی است.

محاسبات کوانتومی هنوز یک حوزه تحقیقاتی بسیار جدید است، بااین‌حال برخی شرکت‌های فناوری ازجمله Google، Microsoft و IBM معتقدند که این فناوری در دهه آینده به واقعیت تبدیل می‌شود و این می‌تواند خبر نگران‌کننده‌ای برای امنیت سایبری سازمان‌ها باشد.

دیوید ویلیامز David Williams، بنیان‌گذار و رئیس شرکت آرکیت می‌گوید رایانه‌های کوانتومی چندین میلیون برابر سریع‌تر از رایانه‌های کلاسیک خواهند بود و می‌توانند به یکی از پرکاربردترین روش‌های رمزنگاری تبدیل شوند.

وی در مصاحبه‌ای به شبکه سی ان بی سی CNBC گفت:

فناوری رمزنگاری فعلی که همه ما برای حفظ اسرار خود از آن استفاده می‌کنیم PKI است که در دهه 70 اختراع شد. این فناوری در ابتدا برای ایمن‌سازی ارتباط بین دو رایانه طراحی‌شده بود نه برای یک میلیارد وسیله‌ای که در دنیای امروز طی یک سری تعاملات پیچیده‌ با هم در ارتباط هستند.

شرکت آرکیت که برخی از کارکنان آن عضو سابق آژانس جاسوسی انگلیس یا همان ستاد ارتباطات دولتی انگلیس GCHQ بودند اخیراً از حالت نهان stealth mode (یک حالت مخفی موقت)، خارج‌شده است و قصد دارد از طریق ادغام با یک شرکت پوسته‌ای نظیر BT، Sumitomo Corporation، دولت انگلیس یا آژانس فضایی اروپا در منظر عموم قرار بگیرد.

محاسبات کوانتومی چیست؟

محاسبات کوانتومی به دنبال به‌کارگیری اصول فیزیک کوانتوم (مجموعه‌ای از علوم که به دنبال توصیف جهان در سطح اتم‌ها و ذرات زیر اتمی است) در رایانه‌ها است.

درحالی‌که رایانه‌های امروزی از فرآیند صفر و یک برای ذخیره اطلاعات استفاده می‌کنند، یک رایانه کوانتومی متکی به بیت‌های کوانتوم یا کیوبیت ها است که می‌توانند به‌طور هم‌زمان از ترکیبی از صفرها و یک‌ها تشکیل شوند، چیزی که در این حوزه به‌عنوان برهم‌نهی superposition شناخته می‌شود. این کیوبیت ها همچنین می‌توانند از طریق پدیده‌ای به نام درهم تنیدگی به یکدیگر متصل شوند.

به بیان ساده، این بدان معناست که رایانه‌های کوانتومی بسیار قدرتمندتر از سیستم های امروزی هستند و قادر هستند محاسبات پیچیده را بسیار سریع‌تر حل کنند.

کسپر راسموسن Kasper Rasmussen، استادیار علوم رایانه‌ای در دانشگاه آکسفورد به شبکه CNBC گفت:

رایانه‌های کوانتومی طراحی می‌شوند تا برخی عملیات‌های بسیار خاص را سریع‌تر از رایانه‌های کلاسیک انجام دهند.

راسموسن در ادامه افزود:

این بدان معنا نیست که آن‌ها قادر خواهند بود هر مسئله‌ای را حل کنند؛ بلکه برنامه‌های ارائه‌شده را بسیار سریع‌تر اجرا می‌کنند.

به گفته کارشناسان، این امر می‌تواند برای استانداردهای رمزگذاری مدرن مشکل‌ساز شود.

ویلیامز در مصاحبه خود گفت:

وقتی من و شما از رمزگذاری PKI استفاده می‌کنیم، ما نیمی از یک مسئله ریاضی دشوار یا فاکتور بندی اصلی را انجام می‌دهیم. شما به من یک شماره می‌دهید و من می‌دانم که شماره‌های اصلی برای کار کردن بر روی شماره جدید چیست. یک کامپیوتر کلاسیک نمی‌تواند آن را بشکند اما یک کامپیوتر کوانتومی می‌تواند این کار را انجام دهد.

ویلیامز معتقد است شرکت وی راه‌حل را پیداکرده است. به‌جای اعتماد به رمزنگاری PKI، شرکت آرکیت کلیدهای رمزگذاری متقارن (اعداد تصادفی طولانی) را از طریق ماهواره‌ها ارسال می‌کند، چیزی که "توزیع کلید کوانتومی" quantum key distribution نامیده می‌شود. شرکت Virgin Orbit که در شرکت آرکیت سرمایه‌گذاری کرده است، قصد دارد تا سال 2023 پرتاب ماهواره‌های یادشده را از منطقه کورن وال Cornwall انگلیس آغاز کند.

اهمیت موضوع

برخی از کارشناسان می‌گویند تا رسیدن رایانه‌های کوانتومی به روشی که بتواند تهدیدی برای دفاع سایبری موجود باشد، مدتی طول خواهد کشید. راسموسن معتقد است این تهدیدات تا 10 سال آینده به‌هیچ‌وجه معناداری وجود نخواهند داشت.

وی خاطرنشان کرد:

اگر این واقعیت را بپذیریم که رایانه‌های کوانتومی در 10 سال آینده وجود خواهند داشت، هرکسی که در حال حاضر آینده‌نگری برای ضبط مکالمات مهم را داشته باشد، ممکن است هنگام ظهور کامپیوترهای کوانتومی در موقعیتی باشد که بتواند این مکالمات را رمزگشایی کند.

علی کعفرانی Ali Kaafarani مدیرعامل و بنیان‌گذار استارت آپ امنیت سایبری PQShield به شبکه سی ان بی سی گفت:

رمزنگاری PKI به معنای واقعی کلمه در همه جای دنیای دیجیتالی شده ما وجود دارد. مؤسسه ملی فناوری و استانداردِ وزارت بازرگانی ایالات‌متحده در تلاش است استانداردهای خود را در زمینه رمزنگاری به‌روز کند تا شامل استانداردهایی باشد که به‌عنوان رمزنگاری پساکوانتومی شناخته می‌شود، الگوریتم‌هایی که می‌توانند در برابر حملات ناشی از رایانه‌های کوانتومی ایمن باشند. وی پیش‌بینی می‌کند مؤسسه یادشده تا پایان سال 2021 در مورد استانداردهای جدید تصمیم‌گیری کند.

کعفرانی مدعی شد:

چالش پیش روی من تهدیدات کوانتومی و نحوه ایمن‌سازی روش‌های رمزنگاری نیست. ما این موضوع را حل کرده‌ایم. چالش کنونی این است که چگونه شرکت‌ها باید خود را برای انتقال به استانداردهای جدید آماده کنند. تجربیات گذشته ثابت کرده این روند کند است و عبور از یک الگوریتم به الگوریتم دیگر سال‌ها و دهه‌ها به طول می‌انجامد.

ویلیامز هم در انتها به گزارش مؤسسه ملی فناوری و استاندارد وزارت بازرگانی ایالات‌متحده که در آن چالش‌های پیش رو برای رمزنگاری‌های پساکوانتومی ذکرشده بود اشاره کرد و گفت:

من فکر می‌کنم در حال حاضر شرکت‌ها باید آماده باشند؛ زیرا تشکیل الگوریتم‌های پساکوانتومی که رمزنگاری فعلی را کنار می‌گذارد و حتی آن را دشوارتر هم می‌کند، راه‌حل مسئله نیست.