מהי הצפנה מוגנת קוונטית ומדוע אינך יכול לבדוק זאת עדיין?

קריפטוגרפיה מוגדרת כחקר כתיבה ופתרון של קודים. זהו חלק חשוב מפרוטוקולי אבטחה ותקשורת, שיפור הפרטיות ומבטיח שהנתונים ייקראו רק על ידי הנמען המיועד.

צור תמונת iso ממערכת ההפעלה שלך

עם זאת, עם הופעת המחשבים הקוונטים, צפוי כי שיטות הצפנה קונבנציונליות כבר לא יהיו ברות קיימא. כתוצאה מכך, מתכנתים ומומחים כבר עבדו על כובע שהם מכנים הצפנה עמידה קוונטית.

איפור של סרטון היום

אז מהי הצפנה עמידה קוונטית? ולמה אתה בעצם לא יכול לבדוק את זה עדיין?

מהי הצפנה מוגנת קוונטית?

הצפנה מוגנת קוונטית מתייחסת פשוט לסדרה של אלגוריתמים שלא ניתן לפרוץ, אפילו עם מחשבים קוונטיים. צפוי שהצפנה חסינת קוונטים תחליף כנראה אלגוריתמים קונבנציונליים המסתמכים על הצפנת מפתח ציבורי, שבדרך כלל מסתמכת על קבוצה של שני מפתחות (אחד לקידוד ואחר לפענוח).

בשנת 1994, מתמטיקאי במעבדות בל, פיטר שור, כתב מאמר שדיבר על מחשבים קוונטיים, שהם בעצם מחשבים חזקים שיכולים לבצע חישובים הרבה יותר חזקים ממה שמחשב רגיל מסוגל. אבל אז, הם היו רק אפשרות. הרץ קדימה עד היום, ומכשירי המחשוב עשו כברת דרך. למעשה, רבים מאמינים שמחשבים קוונטיים נמצאים במרחק של עשור או משהו כזה.

מיותר לציין שזה מעורר דאגה רצינית: אם מחשבים קוונטיים יהפכו למציאות, מה שנראה יותר ויותר סביר, שיטות ההצפנה הקונבנציונליות היו חסרות תועלת. כתוצאה מכך, מדענים עבדו על הצפנה פוסט קוונטית לזמן מה.

פיתוח תקן הצפנה קוונטית

המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) החל בתחרות עוד בשנת 2016 כדי למצוא תקן הצפנה פוסט-קוונטי שיהיה מסוגל להתנגד למחשב קוונטי.

זה שונה ממערכות הצפנה קונבנציונליות המסתמכות בעיקר על פתרון בעיות מתמטיות מורכבות. בשנת 2022, ה-NIST הודיע כי הוא רשם ארבעה אלגוריתמי הצפנה עיקריים שנחשבים בעיניו כ'עמידים לקוונטים'. אלו כוללים:

אלגוריתם CRYSTALS-Kyber.
אלגוריתם CRYSTALS-Dilithium.
בַּז.
SPHINCS+.

אלגוריתם CRYSTALS-Kyber מפותח כדי לשמש כתקן הצפנה כללי. האלגוריתם פופולרי בגלל מפתחות ההצפנה הקטנים שלו, המאפשר לשני הצדדים להחליף אותם במהירות. זה גם אומר ש- CRYSTALS-Kyber הוא מהיר להפליא בהשוואה לאחרים.

שלושת הנותרים נבחרו עבור חתימות דיגיטליות, באופן אידיאלי לחתימה על מסמכים דיגיטליים מרחוק או לאימות הזהות של שני הצדדים במהלך עסקה דיגיטלית.

ה-NIST ממליץ באופן רשמי על CRYSTALS-Dilithium כבחירה הראשונה עבור חתימות דיגיטליות, ועל FALCON עבור חתימות בסיסיות יותר ש-Dilithium עשוי שלא לכסות. שניהם ידועים בהיותם מהירים למדי. שלושתם משתמשים בבעיות מתמטיקה מובנית כדי להצפין את הנתונים.

כיצד להפוך תמונה באנדרואיד

הרביעי, SPHINCS+, איטי יותר מהאחרים, אך הוא נחשב חסין קוונטים מכיוון שהוא מסתמך על קבוצה שונה לחלוטין של בעיות מתמטיות משלוש האחרות. במקום להשתמש בסריגים מובנים, זה מסתמך על פונקציות גיבוב.

החשיבות של פיתוח קריפטוגרפיה עמידה קוונטית

אחת הדאגות הגדולות ביותר של ארגונים גדולים כיום היא שברגע שהמחשוב הקוונטי הופך למיינסטרים, יש סיכוי גדול שכל הנתונים שמוצפנים בבטחה עכשיו עלולים להיות בסיכון. רבים מאמינים בכך מחשוב קוונטי ישנה את העולם לחלוטין , והקריפטוגרפיה היא התחום היחיד שסביר שיושפע במידה רבה.

לדוגמה, אם אתה שולח מידע רגיש באמצעות הצפנה קונבנציונלית כיום, קיים סיכון שצדדים שלישיים זדוניים עלולים ליירט את הנתונים שלך ולאחסן אותם. זה נכון במיוחד עבור סוכנויות ממשלתיות, בהן הסודיות של מסמכים מסווגים היום תהיה חשובה לא פחות בעתיד.

ברגע שהמחשוב הקוונטי יהפוך למיינסטרים, קיים סיכון ממשי שהמידע הרגיש הזה יכול להיות מפוענח ולשחרר לציבור או להשתמש בו למטרות סחיטה, גם אם זה עשרות שנים. זו אחת הסיבות לכך שממשלות וסוכנויות אבטחה כל כך רציניות בפיתוח הצפנה בטוחה קוונטית בהקדם האפשרי.

אם אתה משתמש במפתח משותף מראש עם פרוטוקול IKEv1, אתה בעצם משתמש בהצפנה שנחשבת עמידה לקוונטית. רבים גם מאמינים בכך AES-256, הצפנה נפוצה , הוא גם עמיד לקוונטים.

עם זאת, לפי ה-NIST, ארבע ההצפנות שהוזכרו לעיל הן היחידות שנחשבות ל'הוכחה קוונטית'. חברות רבות כבר מציגות הצפנה בטוחה קוונטית למוצריהן. לדוגמה, VPN קוונטי בטוח של Verizon נועד להיות מסוגל להתנגד להתקפות של מחשב קוונטי.

מדוע אינך יכול עדיין לבדוק הצפנה מוגנת קוונטית?

אמנם ישנם מספר תקני הצפנה שנחשבים בטוחים לקוונטים, אך אף אחד מהם לא באמת נבדק. והסיבה לכך די ברורה: אין לנו עדיין מחשבים קוונטיים.

עם זאת, אנחנו מתקרבים יותר ויותר. מחשוב ננו , משהו שנחשב לבלתי אפשרי בשלב מסוים, הוא אמיתי, עם כמה מכשירים מודרניים שמשתמשים כעת בטרנזיסטורים בעלי ערוצים באורך של פחות מ-100 ננומטר.

למעשה, בשנת 2019, גוגל פרסמה דוח ציון דרך ב-Nature , בטענה שהם השיגו עליונות קוונטית עם השקמה, המחשב הקוונטי שלהם. בצוות בראשות ג'ון מרטיניס, פיזיקאי ניסיוני, הם הצליחו להשתמש במחשב הקוונטי שלהם כדי לבצע חישובים מורכבים שייקחו מחשב על רגיל יותר מ-100,000 שנים.

זה עדיין לא סיבה לדאגה: הם השיגו עליונות קוונטית רק עם מקרה ספציפי אחד, אבל זה כן מראה שמחשוב קוונטי הוא אמיתי מאוד, ולא כל כך רחוק כמו שרוב האנשים חושבים.

כתוצאה מכך, מכיוון שמחשוב קוונטי לא ממש זמין, אי אפשר לבדוק אותו כראוי. למעשה, כדי להסביר עד כמה ספציפית הבעיה ש-Skamore פתרה, הצוות הציג למעשה מקרה שבו המחשב היה צריך לחשב את ההסתברות לתוצאות שונות באמצעות מחולל מספרים אקראיים קוונטי.

זה כמובן שונה מאוד מהצפנות קונבנציונליות, הכוללות בדרך כלל משוואות מתמטיות. עם זאת, זה מראה עד כמה הוא יכול להיות עוצמתי לדבר הטוב הבא ברגע שמדענים מסוגלים לשלוט בו במלואו.

סרטון אחד או יותר הוסרו מרשימת ההשמעה מכיוון שהם נמחקו מיוטיוב.

נקוט בצעדים להצפנת המידע שלך היום

בעוד שההצפנה עמידה קוונטית עוד זמן מה, זה לא מזיק לוודא שאתה משתמש באמצעי בטיחות נאותים היום. לדוגמה, אם אתה משתמש באחסון בענן כדי לאחסן קבצים או נתונים אישיים, ודא תמיד שאתה משתמש בספק אחסון ענן מקצה לקצה.