Οι κβαντικοί υπολογιστές απειλούν την ασφάλειά μας: ερευνητές παρουσιάζουν μια λύση!

Οι κβαντικοί υπολογιστές απειλούν την ασφάλειά μας: ερευνητές παρουσιάζουν μια λύση!

Στις 2 Απριλίου 2025, ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης (KIT) θα παρουσιάσουν μια νέα μέθοδο για την ανταλλαγή κλειδιών που έχει σκοπό να εξασφαλίσει την επικοινωνία έναντι μελλοντικών κβαντικών επιθέσεων. Δεδομένης της απειλής που θέτουν οι κβαντικοί υπολογιστές στα κοινά συστήματα κρυπτογράφησης, αυτή η εξέλιξη είναι ζωτικής σημασίας.

Οι κβαντικοί υπολογιστές έχουν τη δυνατότητα να θέσουν σε σημαντικό κίνδυνο πολλές συμβατικές μεθόδους κρυπτογράφησης που χρησιμοποιούνται σε email, υπηρεσίες messenger και ηλεκτρονικές τραπεζικές συναλλαγές. Ο λόγος έγκειται στην αποτελεσματικότητα με την οποία οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να λύσουν προβλήματα που είναι εξαιρετικά δύσκολα για τους κλασικούς υπολογιστές. Όλες οι τρέχουσες μέθοδοι κρυπτογράφησης που βασίζονται στη δυσκολία παραγοντοποίησης μεγάλων αριθμών σε πρώτους παράγοντες θα μπορούσαν να σπάσουν από κβαντικούς υπολογιστές σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, ειδικά από τον αλγόριθμο του Shor.

Αναλυτικά η νέα διαδικασία

Για την ασφαλή επικοινωνία, το KIT χρησιμοποιεί μια διαδικασία που βασίζεται σε συμμετρική κρυπτογράφηση. Ένα εικονικό κλειδί ανταλλάσσεται πριν δημιουργηθεί η κρυπτογραφημένη σύνδεση. Οι ερευνητές ανέπτυξαν νέους αλγόριθμους αντιστοίχισης κλειδιών για να διασφαλίσουν ότι και τα δύο μέρη έχουν ένα πανομοιότυπο κλειδί και ότι η σύνδεση παραμένει ασφαλής. Αυτή η διαδικασία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε γενικές γραμμές μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια.

Η διαδικασία θα μπορούσε να απεικονιστεί σε πραγματικό χρόνο κατά τη διάρκεια μιας επίδειξης στις 27 Μαρτίου 2025 στο Πανεπιστήμιο Ludwig Maximilians στο Μόναχο. Η καινοτόμος λύση χρησιμοποιεί σύμφωνα με κιτ.edu συμβατικό υλικό από επικοινωνία οπτικών ινών, γεγονός που καθιστά τη χρήση οικονομικά αποδοτική. Για το έργο, οι προγραμματιστές έλαβαν συνολική χρηματοδότηση 3,4 εκατομμυρίων ευρώ από το Ομοσπονδιακό Υπουργείο Παιδείας και Έρευνας (BMBF).

Εκτός από το KIT, στους εταίρους του έργου περιλαμβάνονται η ADVA Network Security GmbH, το Πανεπιστήμιο Ludwig Maximilian του Μονάχου, το Πανεπιστήμιο Leibniz του Ανόβερου, η Microwave Photonics GmbH και η Creonic GmbH. Η διεθνής έρευνα για την ανάπτυξη κβαντικά ασφαλών αλγορίθμων, μεταξύ άλλων από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST), καταδεικνύει την επείγουσα ανάγκη για τέτοιες τεχνολογίες.

Θεωρητικές βάσεις και προκλήσεις

Οι κβαντικοί υπολογιστές βασίζονται στις αρχές της κβαντικής μηχανικής και μπορούν να λύσουν εργασίες υπολογισμού πολύ πιο γρήγορα. Η χρήση qubits που μπορούν να υποθέσουν πολλαπλές καταστάσεις ταυτόχρονα τους δίνει ένα σημαντικό πλεονέκτημα απόδοσης. Μεγαλόφωνος ενήμερος 7 Η κβαντικά ασφαλής κρυπτογράφηση είναι απαραίτητη επειδή οι σημερινές αρχιτεκτονικές ασφάλειας στον κυβερνοχώρο αναπτύχθηκαν χωρίς να ληφθούν υπόψη αυτοί οι ισχυροί υπολογιστές.

Οι ειδικοί προειδοποιούν ότι εάν ληφθούν ανεπαρκείς προφυλάξεις, τα ευαίσθητα δεδομένα θα μπορούσαν να αποκρυπτογραφηθούν ανά πάσα στιγμή. Ως εκ τούτου, η απειλή των κβαντικών επιθέσεων απαιτεί όχι μόνο καινοτόμες τεχνολογίες, αλλά και ολοκληρωμένα μέτρα για την προετοιμασία των εταιρειών. Συνιστάται η αξιολόγηση της ψηφιακής υποδομής και η ανάπτυξη στρατηγικών μετάβασης σε διαδικασίες ανθεκτικές στα κβαντικά. Επιπλέον, η εκπαίδευση στη μετακβαντική κρυπτογραφία είναι μεγάλης σημασίας προκειμένου να δημιουργηθεί η απαραίτητη εξειδικευμένη γνώση.

Επιπλέον, οι ειδικοί τονίζουν τη σημασία των υβριδικών προσεγγίσεων ασφάλειας. Αυτά συνδυάζουν κβαντικά ασφαλείς αλγόριθμους με υπάρχουσες μεθόδους για να διευκολύνουν τη μετάβαση. Ωστόσο, κατά την εφαρμογή κβαντικών ασφαλών λύσεων, οι εταιρείες πρέπει να ανταποκρίνονται σε πολλές προκλήσεις, όπως υψηλότερη υπολογιστική ισχύ, μεγαλύτερα μήκη κλειδιών και ολοκληρωμένη δοκιμή νέων αλγορίθμων. Insiders ασφαλείας τονίζει ότι μια τέτοια αλλαγή αντιπροσωπεύει μια τεράστια πρόκληση τόσο τεχνολογικά όσο και κοινωνικά.

Μια εντατική εξέταση αυτών των προκλήσεων μπορεί να αναμένεται την επόμενη δεκαετία. Επομένως, η ανάπτυξη και η εφαρμογή λύσεων ασφαλών για κβαντική άποψη δεν είναι μόνο ζήτημα τεχνολογίας, αλλά και στρατηγική αναγκαιότητα για να διασφαλίσουμε το ψηφιακό μας μέλλον.