الحوسبة الكمية وخصوصيتك وأنت

تخيل أن كل بريد إلكتروني ، أو معاملة بنكية ، أو رسالة نصية ، أو مشاركة على وسائل التواصل الاجتماعي أكملتها يمكن البحث عنها عبر الإنترنت بنص عادي غير مشفر. قد يعني ذلك وجود نافذة غير مسبوقة على حياتنا مع تداعيات يصعب تخيلها.

يقول الخبراء إن هذه الرؤية ليست كابوسًا بائسًا ، ولكنها حقيقة تقترب بسرعة بسبب التطورات الأخيرة في الحوسبة الكمومية. لطالما وُصفت أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم الظواهر الكمومية مثل التراكب والتشابك لإجراء العمليات الحسابية على أنها وعد بعيد المنال وبعبع. الحقيقة أكثر دقة ، لكنها ليست أقل إثارة للخوف بالنسبة لأولئك الذين يقدرون خصوصيتهم.

"إن طبيعة الحوسبة الكمومية تسمح لها بحل مشكلات معينة في وقت عملي ، وأن الكمبيوتر الكلاسيكي سيستغرق وقتًا أطول لحلها ،"

تشاك ايستومقال في مقابلة عبر البريد الإلكتروني ، وهو محاضر مساعد في جامعة جورج تاون ، يدرس التشفير والحوسبة الكمومية.

"ويحدث فقط أن هذه المشكلات الرياضية التي تجيدها أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، تصادف أيضًا أن تكون المسائل الرياضية التي تشكل الأساس لأمن RSA و Diffie-Hellman و Elliptic Curve وما يتصل بها من الخوارزميات. "

التشفير في كل مكان

نعتمد على التشفير لحماية الأجهزة والبيانات الحساسة. أحد الأسباب الرئيسية هو المدة التي يستغرقها كسر التشفير باستخدام الأجهزة الحالية.

"على الرغم من إمكانية الاختراق من الناحية النظرية ، إلا أنه من الصعب جدًا من الناحية العملية لأن القيام بذلك سيستغرق وقتًا طويلاً بشكل لا يصدق مع أ كمبيوتر قياسي - فكر في جداول زمنية تصل إلى تريليونات أو حتى أربعة مليارات من السنين ، "رودني جوفي ، نائب الرئيس الأول وزميل في شركة التكنولوجيا Neustar، في مقابلة عبر البريد الإلكتروني.

لكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تعمل بشكل مختلف عن الأنظمة التي اعتدنا عليها ، وهي أكثر قوة وفعالية. تسمح أجهزة الكمبيوتر الكمومية بفئة مختلفة من الخوارزميات التي يستحيل أداءها على أجهزة الكمبيوتر التقليدية.

"نظرًا لأننا نستخدم قوة الكمبيوتر في الطبيعة - حساب المستوى الكمي - يمكننا العثور على أنماط في اللغز الرياضي تقدم بعض الحلول الممكنة لهذا اللغز الرياضي الصعب ،" تيريل فرانتزقال الأستاذ في جامعة هاريسبرج للعلوم والتكنولوجيا ، الذي يدرس الأمن السيبراني ، في مقابلة عبر البريد الإلكتروني. "يمكن للطبيعة حساب كمية لا نهائية من المتغيرات في نفس الوقت - على سبيل المثال كيف تقرر الطبيعة الاتجاه الذي تهب فيه الرياح ، أو كيف تتحرك الحرارة في السائل."

يأتي في وقت أقرب مما تعتقد

اليوم الذي يمكن فيه كسر خوارزميات الأمان القياسية هو أقرب مما يعتقده كثير من الناس ، وفقًا لبول ليبمان ، الرئيس التنفيذي لشركة شركة الأمن السيبراني BullGuard.

قال ليبمان: "من الناحية العملية ، سيتطلب الكمبيوتر الكمومي أمرًا يصل إلى مليون كيوبت لكسر RSA". "أكبر كمبيوتر كمي حاليًا أقل من 100 كيوبت. تشير خرائط الطريق الحالية من أمثال IonQ و IBM إلى أننا سنصل إلى علامة المليون بحلول نهاية هذا العقد ".

قال فرانتز إن بعض البلدان تفكر بالفعل في المستقبل من خلال امتصاص الكثير من البيانات المحمية بكلمات مرور لا يمكن كسرها الآن ، ولكن سيكون ذلك عندما يتم تشغيل أجهزة الكمبيوتر الكمومية عالية القدرة على الإنترنت. واضاف "التهديد هنا الان". "عندما تتمكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية من كسر تشفيرنا ، يمكن قراءة جميع البيانات التي تم جمعها من الماضي."

أجهزة الكمبيوتر الكمومية تزداد سرعة بوتيرة سريعة. باحثون في جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية في خفي أعلن مؤخرا لقد طوروا جهاز كمبيوتر كمي قادر على أداء أسرع 100 تريليون مرة من أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم. تتبع الأخبار سلسلة من المعالم الأخيرة في الحوسبة الكمية من شركات مثل Google و IBM و Microsoft ، والجهود الحكومية في الولايات المتحدة والصين ودول أخرى.

قال جوفي: "أدت هذه التطورات إلى تساؤل الكثيرين عما تعنيه بالضبط قوة الحوسبة الكمومية لمستقبل الأمن السيبراني". "يجب أن تكون الاستجابة لهذه التطورات أولوية قصوى لصناعة الأمن. يتضمن هذا في النهاية البدء في وضع الأسس لإعادة بناء الخوارزميات والاستراتيجيات والأنظمة التي تشكل نهجنا الحالي للأمن السيبراني ".

الدفاع ضد أباطرة الكم لدينا

حتى لو لم تكن الحوسبة الكمية العملية موجودة هنا تمامًا ، فإن الباحثين يريدون أن يكونوا مستعدين. وجدت الأبحاث الحديثة من مجلس الأمن الدولي Neustar (NISC) أن ما يقرب من ربع المتخصصين في مجال الأمن يقومون بالتجربة الحوسبة الكمومية وتطوير الاستراتيجيات استجابةً للمخاوف من أن التقدم الكمي سوف يفوق تطور الأمن الآخر التقنيات.

هناك أيضًا احتمالية لاستخدام الحوسبة الكمومية في إحداث أضرار تتجاوز مجرد قراءة رسائل البريد الإلكتروني ، نظرًا لمدى السرعة التي يمكن بها حساب البيانات. قال جوفي: "ستتمتع أجهزة الكمبيوتر الكمومية بالقدرة على حساب ما يستغرق عادةً في أجهزة الكمبيوتر العملاقة 10000 عام في غضون 3 دقائق". "إن إمكانية تقصير هذا النطاق الزمني بشكل جذري ، في يد جهة فاعلة ضارة ، يمكن أن تمكن الهجمات الإلكترونية على عكس أي شيء سبق رؤيته."

يقول الخبراء إن الأخبار السيئة هي أن المستخدم العادي لا يستطيع فعل الكثير لحماية بياناته من أجهزة الكمبيوتر الكمومية. ومع ذلك ، فإن المعهد الوطني للمعايير (NIST) يعمل على تطوير معيار تشفير مقاوم للكم منذ عام 2017 ، حسبما أشار إيستتوم.

وأضاف "أيضًا ، يعمل العديد من باحثي التشفير ، بمن فيهم أنا ، على تحليل الخوارزميات لتحديد أفضل خوارزميات مقاومة الكم".

خطوة واحدة يمكن للمستخدمين اتخاذها لجعل أنفسهم أكثر أمانًا من أجهزة فك الشفرات الكمومية الآن هي تنفيذ الجديد تشفير TLS 1.3 في متصفحاتهم ، قال فرانتز.

واضاف "ان هذا سيساعد لكنه لن يكون مثاليا". "الخيار الثاني ، المتاح الآن تجاريًا ، هو البدء في استخدام مولدات الأرقام العشوائية الكمية وتوزيع المفتاح الكمي في تطبيقات نقل البيانات الخاصة بنا."

الهدف المثير للقراصنة الذين لديهم إمكانية وصول مستقبلية إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية هو العملة المشفرة ، التي تعتمد على التشفير لإبقائها آمنة وخصوصية. شركة واحدة، RAIDAtech، تعمل على تقنيات لنقل البيانات وتخزينها بأمان كمي.

"لقد حققنا تخزينًا آمنًا كميًا عن طريق تمزيق البيانات بحيث يكون 1/25 فقط منها موجودًا على أي سحابة معينة ،" شون ورثينجتون ، رئيس شركة العملات الرقمية CloudCoin Consortium، ادعى في مقابلة عبر البريد الإلكتروني. "توجد الخوادم في 20 سلطة قضائية مختلفة مثل الأرجنتين والولايات المتحدة الأمريكية وسويسرا وروسيا ، على سبيل المثال لا الحصر. لا يمكنك فك تشفير شيء ما في أشلاء ".

من الجيد أن تعرف متى تظهر الحوسبة الكمومية تمامًا أن عملتنا المشفرة قد تكون آمنة حتى لو لم تكن رسائل البريد الإلكتروني لدينا كذلك. قد يكون هذا هو الوقت المناسب للاستثمار أو التجريد من العملات المشفرة ، أو البدء في توخي المزيد من الحذر بشأن ما تكتبه في رسائلك عبر الإنترنت.