Kvantarvutid ohustavad meie turvalisust: teadlased esitavad lahenduse!

Kvantarvutid ohustavad meie turvalisust: teadlased esitavad lahenduse!

2. aprillil 2025 esitlevad Karlsruhe Tehnoloogiainstituudi (KIT) teadlased uudset võtmete vahetamise meetodit, mille eesmärk on tagada side tulevaste kvantrünnakute vastu. Arvestades ohtu, mida kvantarvutid tavalistele krüpteerimissüsteemidele kujutavad, on see areng ülioluline.

Kvantarvutid võivad märkimisväärselt ohustada paljusid tavapäraseid krüpteerimismeetodeid, mida kasutatakse e-kirjades, messengeri teenustes ja Interneti-panganduses. Põhjus peitub tõhususes, millega kvantarvutid suudavad lahendada klassikaliste arvutite jaoks äärmiselt keerulisi probleeme. Kõik praegused krüpteerimismeetodid, mis põhinevad suurte arvude algteguriteks faktoriseerimise raskusel, võivad kvantarvutite abil väga lühikese aja jooksul lahti murda, eriti Shori algoritmi abil.

Uus protsess üksikasjalikult

Kommunikatsiooni turvalisuse tagamiseks kasutab KIT sümmeetrilisel krüptimisel põhinevat protseduuri. Enne krüptitud ühenduse loomist vahetatakse virtuaalset võtit. Teadlased töötasid välja uudsed võtmete sobitusalgoritmid tagamaks, et mõlemal osapoolel on identne võti ja ühendus jääb puudutuskindlaks. Seda protsessi võiks järgmise viie aasta jooksul kasutada laialdaselt.

Protsessi võiks reaalajas illustreerida 27. märtsil 2025 Münchenis Ludwig Maximiliansi ülikoolis toimuval meeleavaldusel. Uuenduslik lahendus kasutab vastavalt kit.edu tavapärane fiiberoptilise side riistvara, mis muudab kasutamise kuluefektiivseks. Projekti jaoks said arendajad Föderaalse Haridus- ja Teadusministeeriumi (BMBF) rahastust kokku 3,4 miljonit eurot.

Lisaks KIT-ile on projekti partneriteks ADVA Network Security GmbH, Müncheni Ludwig Maximiliani ülikool, Hannoveri Leibnizi ülikool, Microwave Photonics GmbH ja Creonic GmbH. Rahvusvahelised uuringud kvantohutute algoritmide väljatöötamiseks, sealhulgas riikliku standardi- ja tehnoloogiainstituudi (NIST) poolt, näitavad tungivat vajadust selliste tehnoloogiate järele.

Teoreetilised alused ja väljakutsed

Kvantarvutid põhinevad kvantmehaanika põhimõtetel ja suudavad arvutusülesandeid palju kiiremini lahendada. Mitme oleku samaaegselt eeldavate kubitide kasutamine annab neile olulise jõudluse eelise. Valju teadlik7 Kvantiohutu krüptimine on hädavajalik, sest tänapäeva küberturvalisuse turbearhitektuurid töötati välja ilma neid võimsaid arvuteid arvesse võtmata.

Eksperdid hoiatavad, et ebapiisavate ettevaatusabinõude võtmisel võidakse tundlikud andmed igal ajal dekrüpteerida. Kvantrünnakute oht nõuab seega mitte ainult uuenduslikke tehnoloogiaid, vaid ka kõikehõlmavaid meetmeid ettevõtete ettevalmistamiseks. Soovitatav on hinnata digitaalset infrastruktuuri ja töötada välja migratsioonistrateegiad kvantresistentsetele protsessidele. Lisaks on vajalike erialateadmiste kogumiseks suur tähtsus postkvantkrüptograafia koolitusel.

Lisaks rõhutavad eksperdid hübriidturvalisuse lähenemisviiside olulisust. Need ühendavad ülemineku hõlbustamiseks kvant-ohutud algoritmid olemasolevate meetoditega. Kvantturvaliste lahenduste juurutamisel peavad ettevõtted aga vastama mitmetele väljakutsetele, nagu suurem arvutusvõimsus, suuremad võtmepikkused ja uute algoritmide põhjalik testimine. Turvalisuse siseringid rõhutab, et selline muutus kujutab endast tohutut väljakutset nii tehnoloogiliselt kui ka sotsiaalselt.

Järgmisel kümnendil on oodata nende väljakutsete põhjalikku uurimist. Kvantiohutute lahenduste väljatöötamine ja juurutamine pole seega ainult tehnoloogia küsimus, vaid ka strateegiline vajadus meie digitaalse tuleviku kindlustamiseks.