أجهزة الكمبيوتر الكمومية تهدد أمننا: الباحثون يقدمون الحل!

أجهزة الكمبيوتر الكمومية تهدد أمننا: الباحثون يقدمون الحل!

في 2 أبريل 2025، سيقدم الباحثون في معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT) طريقة جديدة لتبادل المفاتيح تهدف إلى تأمين الاتصال ضد الهجمات الكمومية المستقبلية. ونظرًا للتهديد الذي تشكله أجهزة الكمبيوتر الكمومية على أنظمة التشفير الشائعة، فإن هذا التطور يعد أمرًا بالغ الأهمية.

تتمتع أجهزة الكمبيوتر الكمومية بالقدرة على تعريض العديد من طرق التشفير التقليدية المستخدمة في رسائل البريد الإلكتروني وخدمات المراسلة والخدمات المصرفية عبر الإنترنت للخطر بشكل كبير. ويكمن السبب في الكفاءة التي تستطيع بها أجهزة الكمبيوتر الكمومية حل المشكلات التي تمثل تحديًا كبيرًا لأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. جميع طرق التشفير الحالية التي تعتمد على صعوبة تحليل الأعداد الكبيرة إلى عوامل أولية يمكن فكها بواسطة أجهزة الكمبيوتر الكمومية في وقت قصير جدًا، خاصة بواسطة خوارزمية شور.

العملية الجديدة بالتفصيل

لتأمين الاتصال، تستخدم KIT إجراءً يعتمد على التشفير المتماثل. يتم تبادل المفتاح الظاهري قبل إنشاء الاتصال المشفر. طور الباحثون خوارزميات جديدة لمطابقة المفاتيح للتأكد من أن كلا الطرفين لديه مفتاح متطابق وأن الاتصال يظل مقاومًا للنقر. ويمكن استخدام هذه العملية في جميع المجالات خلال السنوات الخمس المقبلة.

يمكن توضيح العملية في الوقت الفعلي خلال مظاهرة يوم 27 مارس 2025 في جامعة لودفيغ ماكسيميليانز في ميونيخ. يستخدم الحل المبتكر وفقا ل kit.edu الأجهزة التقليدية من اتصالات الألياف الضوئية، مما يجعل الاستخدام فعالاً من حيث التكلفة. بالنسبة للمشروع، حصل المطورون على تمويل إجمالي قدره 3.4 مليون يورو من الوزارة الفيدرالية للتعليم والبحث (BMBF).

بالإضافة إلى KIT، يشمل شركاء المشروع ADVA Network Security GmbH، وجامعة Ludwig Maximilian في ميونيخ، وجامعة Leibniz في هانوفر، وMicrowave Photonics GmbH، وCreonic GmbH. وتُظهِر الأبحاث الدولية في تطوير خوارزميات آمنة للكم، بما في ذلك الأبحاث التي يجريها المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)، الحاجة الملحة لمثل هذه التقنيات.

الأسس النظرية والتحديات

تعتمد أجهزة الكمبيوتر الكمومية على مبادئ ميكانيكا الكم ويمكنها حل المهام الحسابية بشكل أسرع بكثير. إن استخدام البتات الكمومية التي يمكنها تحمل حالات متعددة في وقت واحد يمنحها ميزة أداء كبيرة. عالي علم7 يعد التشفير الآمن الكمي أمرًا ضروريًا لأن بنيات الأمن السيبراني الحالية تم تطويرها دون أخذ أجهزة الكمبيوتر القوية هذه في الاعتبار.

ويحذر الخبراء من أنه إذا تم اتخاذ الاحتياطات الكافية، فقد يتم فك تشفير البيانات الحساسة في أي وقت. وبالتالي فإن التهديد بالهجمات الكمومية لا يتطلب تقنيات مبتكرة فحسب، بل يتطلب أيضا اتخاذ تدابير شاملة لإعداد الشركات. يوصى بتقييم البنية التحتية الرقمية وتطوير استراتيجيات الانتقال إلى العمليات المقاومة للكم. بالإضافة إلى ذلك، فإن التدريب على التشفير ما بعد الكمي له أهمية كبيرة من أجل بناء المعرفة المتخصصة اللازمة.

وبالإضافة إلى ذلك، يؤكد الخبراء على أهمية النهج الأمني ​​الهجين. تجمع هذه الخوارزميات الكمومية الآمنة مع الأساليب الحالية لتسهيل عملية الانتقال. ومع ذلك، عند تنفيذ الحلول الآمنة الكمومية، يجب على الشركات الاستجابة للعديد من التحديات، مثل قوة الحوسبة الأعلى، وأطوال المفاتيح الأكبر، والاختبار الشامل للخوارزميات الجديدة. المطلعون على الأمن ويؤكد أن مثل هذا التغيير يمثل تحديا هائلا على الصعيدين التكنولوجي والاجتماعي.

ومن المتوقع إجراء دراسة مكثفة لهذه التحديات في العقد المقبل. وبالتالي فإن تطوير وتنفيذ حلول آمنة للكم لا يعد مجرد مسألة تكنولوجية، بل هو أيضًا ضرورة استراتيجية لتأمين مستقبلنا الرقمي.