IBM ใช้เวลา 20 ปีในการปกป้องเราจากภัยคุกคามควอนตัมที่ยังไม่มีอยู่

เช่นเดียวกับการปฏิวัติด้าน IT ที่เกิดขึ้นจริง การมาถึงของมาตรฐานการเข้ารหัสไม่ได้ส่งเสียงดังมากนัก อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบความถูกต้องของมาตรฐานการป้องกันในอนาคตที่ทนทานต่อพลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัมถือเป็นข่าวสำคัญ เขื่อนที่ไม่สามารถทำลายได้ในทางทฤษฎีเมื่อเผชิญกับสึนามิทางคอมพิวเตอร์ซึ่งแสดงโดยเครื่องจักรเหล่านี้แห่งอนาคต

สิ่งที่พิเศษเกี่ยวกับกำแพงดิจิทัลนี้ ซึ่งในทางทฤษฎีแล้วเราไม่สามารถรับรู้ถึงพลังการประมวลผลได้ นั่นคือต้องใช้เวลามากกว่าสองทศวรรษในการสร้าง บล็อกทางคณิตศาสตร์แล้วบล็อกอัลกอริธึมของเอกสารทางวิทยาศาสตร์ในการประชุมทางวิชาการ ผู้เชี่ยวชาญจากทั่วทุกมุมโลกจากจักรวาลต่างๆ ได้ทำงานอย่างหนักกับบล็อกนี้ โดยมี IBM ยักษ์ใหญ่ของอเมริกาเป็นศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วง ซึ่งศูนย์การวิจัยได้ผลิตอัลกอริธึมสามในสี่ชุดที่เลือกโดย American Institute of Technology Standards (NIST สำหรับสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ-

ภัยคุกคามทางทฤษฎีที่คุกคามชีวิตดิจิทัลของเรา

-เราทราบมาระยะหนึ่งแล้วว่าหากคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังเพียงพอออกสู่ตลาด อาจทำลายรากฐานทั้งหมดของการรักษาความปลอดภัยของชีวิตดิจิทัลของเราได้» อธิบาย Michael Osborne นักวิจัยจาก IBM บริษัทที่อยู่ในค่าย "ป้องกัน" และ "โจมตี" เนื่องจากงานรักษาความปลอดภัยนี้ทำควบคู่ไปกับกิจกรรมการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัม ตำแหน่งที่ทำให้เขาตระหนักตั้งแต่เริ่มต้นถึงบทบาทที่แยกจากกันของเขา

-เทคโนโลยีใหม่มักจะนำมาซึ่งสิ่งดีๆ มากมาย แต่ในการนำมันมาสู่โลก เราก็มีความรับผิดชอบที่สำคัญเช่นกัน» พัฒนามิสเตอร์ออสบอร์น -หากมันง่ายที่จะทำให้มันพร้อมใช้งาน เราต้องถามตัวเองว่าจะควบคุมมันอย่างไร» ถามนักวิทยาศาสตร์ที่ดูแลงานการเข้ารหัสในเมืองซูริก ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ -และเนื่องจากเรากำลังพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมในด้านหนึ่ง เราจึงต้องมีส่วนร่วมในด้านอื่น ๆ ของเทคโนโลยีนี้ด้วย นั่นคือการป้องกัน-

การป้องกันที่ต้องยกระดับต่อภัยคุกคามรูปแบบใหม่ -เราเข้าใจหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่ไม่ควรมองว่าเป็นสิ่งทดแทนคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก แต่เป็นโปรเซสเซอร์ร่วมสำหรับการคำนวณเฉพาะโดยเฉพาะ" Vadim Lyubashevsky นักวิจัยของ IBM ซึ่งทำงานร่วมกับ Mr. Osborne อธิบาย
-ปัญหาของเครื่องนี้คือมันแข็งแกร่งเกินไปสำหรับปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่เรายึดถือรากฐานของการเข้ารหัสในยุค 80/90- แข็งแกร่งมากจนการปกป้องที่บางครั้งอาจต้องใช้เวลาหลายล้านปีกว่าจะถูกทำลายโดยคอมพิวเตอร์ทั่วไป จะถูกพังทลายลงในเวลาเพียงไม่กี่นาที หรือน้อยกว่านั้นด้วยซ้ำ

และพลังควอนตัมนั้นแย่กว่าการรอให้สึนามิมาถึงในช่วงเวลาใดก็ตาม นอกจากนี้ยังเป็นภัยคุกคามต่อการโจมตี...จากอดีตอีกด้วย ข้อมูลรั่วไหลและการแฮ็กอื่นๆ จำนวนมากทำให้แฮกเกอร์ (บางครั้งได้รับการสนับสนุนจากรัฐ หน่วยข่าวกรอง องค์กรอาชญากรรม ฯลฯ) เข้าถึงข้อมูลที่เข้ารหัสได้ ซึ่งจะถูกเก็บไว้ “สำหรับวันนั้น” ซึ่งเป็นวันที่เครื่องสามารถทำลายการเข้ารหัสในเวลาที่มนุษย์ยอมรับได้...

ผลงานวิชาการยี่สิบปีสำหรับสูตรวิเศษไม่กี่สูตร

IBM ได้ผลักดันการประกาศควอนตัมมาเป็นเวลาสามปีแล้ว: แผนงานที่เป็นระบบจะเห็นว่าจะเพิ่มพลังของชิปทุกปี บริษัทเริ่มลงนามในสัญญาส่งออกครั้งแรก เป็นต้น เหตุใดจึงคิดว่าการพัฒนามาตรฐานนี้เป็นไปตามระยะเร่งรัดนี้ พลาด.

มันเป็นงานที่ยาวนานและยาวนานมากจริงๆ“การทำงานด้านการป้องกันควอนตัมเริ่มต้นเมื่อ 20 ปีที่แล้ว เมื่อสาขานี้เริ่มเป็นรูปเป็นร่าง นักวิจัย นักคณิตศาสตร์ นักออกแบบ ฯลฯ ค่อยๆ เกิดขึ้นทีละน้อย เริ่มสร้างระบบนิเวศน์ »เกี่ยวข้องกับนาย Lyubashevsky ยี่สิบปีจริงเหรอ? -ฉันเริ่มทำงานในช่วงปี 2000 เมื่อมาถึงมหาวิทยาลัยซานดิเอโก!», หัวเราะเยาะเด็กสี่สิบปีที่ผ่านไปอินเรีย,ก่อนมาร่วมงานกับไอบีเอ็ม

-การวิจัยด้านการเข้ารหัสเป็นกระบวนการที่ยาวมากและบางครั้งอาจต้องใช้เวลา 20 ปีกว่าจะสำเร็จ กระบวนการตรวจสอบใช้เวลานาน แต่ความล่าช้านี้ยังส่งผลต่อความมั่นคงของสิ่งที่เราสร้างอีกด้วย“ นาย Lyubashevsky อธิบาย
ซึ่งนักวิจัยมีความยินดีเป็นอย่างยิ่งว่า “ไม่ต้องสงสัยเลยว่า IBM มีห้องปฏิบัติการทำงานที่ใหญ่ที่สุดในสาขานี้ โดยมีโครงการระยะยาวยาวนานถึงห้าหรือ 10 ปี"ยืนยันความจริงที่ว่ามันเหมือนกันทั้งหมด"งานวิชาการระดับโลกร่วมกับนักวิจัยจากทั่วโลก มีผู้คนจำนวนมากเข้าร่วมงานนี้: นี่คือความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์!-

งานที่เริ่มต้นด้วยสิ่งที่น่ากลัวและทรงพลัง: คณิตศาสตร์

(มาก) จำนวนมาก

บนกระดาษ การเข้ารหัสแบบคลาสสิกเหมือนกับองค์ประกอบพื้นฐานของมาตรฐาน ขณะนี้กำลังได้รับการสรุปโดย NIST ขึ้นอยู่กับการจัดการตัวเลข ปัจจุบันกลไกหลักอาศัยการแยกตัวประกอบของจำนวนเฉพาะ ปริศนาที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมแข็งแกร่งเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่ความกลัวว่าพลังเพ้อฝันของเขาไม่สามารถถ่ายทอดออกมาได้ โชคดีที่แม้ว่าเขาจะ "แข็งแกร่งมาก" แต่เขาก็ไม่ได้มีอำนาจทุกอย่าง

-เมื่อคอมพิวเตอร์มาถึง เครื่องมือคำนวณที่ใช้ก็คือลูกคิด และเรารู้สึกว่าคอมพิวเตอร์นั้นมีความมหัศจรรย์เมื่อเทียบกับเขาและสามารถทำทุกอย่างได้», โรยตัว Vadim Lyubashevsky -แต่เราตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่ามีปัญหาที่เขาแก้ไม่ได้ สำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม มันก็เหมือนกัน แม้จะมีประสิทธิภาพในการคำนวณบางอย่าง แต่ก็มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการคำนวณอื่นๆ มาก» นักวิทยาศาสตร์กล่าวต่อ -ใช่ มีเวทย์มนตร์และแม้แต่ปรัชญาในสิ่งที่ควอนตัมเป็นตัวแทน แต่ท้ายที่สุดแล้ว ก็มีหนทางที่จะสร้างแบบจำลองสิ่งที่พวกเขาสามารถทำได้ มันจะเร่งความเร็วในการคำนวณหลายอย่าง แต่สำหรับปัญหาที่ทราบบางอย่างเช่นNP-สมบูรณ์เหมือนดัง''ปัญหาพนักงานขายเดินทาง'' มันไม่มีความได้เปรียบทางเทคนิคเลยเมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก» เขากล่าวเสริม

คุณจะลงลึกถึงรายละเอียดของอัลกอริธึมที่ปรุงขึ้นเพื่อตอบโต้เครื่องนี้ได้อย่างไร โดยไม่ต้องเป็นภาระกับสูตรสัญลักษณ์? เมื่อพูดถึงรากฐานของพวกเขา -สมมติว่าฉันสุ่มตัวเลขจำนวนมากให้คุณเลือกมากมาย มีคนเลือกบอกว่า 500 แล้วได้จำนวนเงิน การค้นหาตัวเลขที่แหล่งที่มาของการบวกนี้เป็นเรื่องยากมาก ทั้งในคอมพิวเตอร์คลาสสิกและควอนตัม“ นาย Lyubashevsky อธิบาย

แล้วพอคนคณิตพูดถึงเลขใหญ่ เขาหมายถึงใหญ่จริงๆ ประมาณนั้น”หลายพันหลัก- ข้อดีของการป้องกันนี้คือสามารถปรับเปลี่ยนได้ ดังที่คุณออสบอร์นอธิบายให้เราฟัง“หากการโจมตีมีความซับซ้อนมากขึ้น เราสามารถขยายพลังของอัลกอริธึมของเราได้โดยการเพิ่มบิต”- เกราะป้องกันที่ซับซ้อนนี้จึงประกอบด้วยสี่อัลกอริธึม“อัลกอริธึมหลักสองอัลกอริธึมสำรองสองอัลกอริธึมทั้งหมดเป็นโอเพ่นซอร์สและโอเพ่นซอร์สเพื่อให้ทั้งชุมชนได้เล่นด้วย”นายออสบอร์นกล่าวเสริม และความโปร่งใสในเครื่องมือทางคณิตศาสตร์เหล่านี้เองที่ทำให้สามารถสร้างมาตรฐานได้

เพราะเพื่อปกป้องเราจากดาบแห่ง Damocles สูตรเวทย์มนตร์สี่สูตรยังไม่เพียงพอ ต้องมีการวางอัลกอริทึม ขั้นตอน โปรโตคอลการสื่อสาร ฯลฯ สรุปว่าได้มาตรฐาน.. สิ่งที่ต้องใช้เวลาหลายปีในการพัฒนาซึ่งมีชื่อที่น่าเบื่อ แต่ก็ถือเป็นอัญมณีแห่งการทำงานและความร่วมมือ

มาตรฐานที่จะกำหนดตัวเองทุกที่ (แต่เงียบ ๆ )

ในปี 2016 NIST ตระหนักถึงความเร่งด่วนในการเร่งการพัฒนาการป้องกันเมื่อเผชิญกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่กำลังจะมาถึง หน่วยงานของสหรัฐอเมริกาจึงเปิดการแข่งขันเพื่อระบุไม่เพียงแต่อัลกอริธึมการป้องกันเท่านั้น แต่ยังเปิดตัวโครงการออกแบบมาตรฐานด้วย มีการส่งแผนการเข้ารหัสหกสิบเก้ารายการและได้รับการยอมรับสี่รายการ ชื่อหลักทั้งสองมีชื่อที่ฟังดูคล้ายกับมาจากจักรวาล Star Wars: การเข้ารหัสคีย์สาธารณะ “CRYSTALS-Kyber” และลายเซ็นดิจิทัลของอัลกอริทึมที่เรียกว่า “CRYSTALS-Dilithium”

การเขียนอัลกอริธึมเหล่านี้ยังห่างไกลจากการเป็นงานที่ยากที่สุด -การสร้างอัลกอริทึมเป็นเรื่องง่าย แต่มันยากจริงๆ ที่จะเขียนอันที่ปลอดภัยจริงๆ“ ให้ความไว้วางใจกับนายออสบอร์น และเบื้องหลังเวอร์ชั่นแรกก็มีการแก้ไขการทะเลาะวิวาทกับชุมชน ฯลฯ แต่เหนือสิ่งอื่นใดคืองานของการทำให้เป็นมาตรฐานและมาตรฐาน

นอกเหนือจากแนวคิด "มือในดิน" แล้ว งานนี้ก็ยังมีความสำคัญอย่างยิ่ง สิ่งนี้ทำให้มั่นใจในความมั่นใจในเครื่องมือซึ่งรับประกันความสามารถในการทำงานร่วมกันและการใช้งาน คำถามในใจของคุณอาจจะเป็นเมื่อใดที่คุณจะใช้อัลกอริทึมที่ป้องกันการโจมตีควอนตัมเป็นครั้งแรก

ไม่เคยหรืออาจจะไม่เคยโดยตรงเลย -ในปี 2024 ภายใน 19 เดือน มาตรฐานจะได้รับการตรวจสอบ ที่ IBM เราได้เริ่มนำไปใช้ในเซิร์ฟเวอร์ของเราแล้วเมนเฟรมและผู้เล่นอย่าง AWS ก็ทำเช่นกัน“ มิสเตอร์ออสบอร์นอธิบาย โล่ดิจิทัลเหล่านี้จะไม่ถูกใช้สำหรับการชำระเงินออนไลน์ในตอนแรก”มีความปลอดภัยเพียงพอและมีอายุการใช้งานสั้น- ลูกค้ารายแรกของการคุ้มครองนี้คือธนาคารกลาง หน่วยงานรัฐบาล โลกแห่งโทรคมนาคม บริการข่าวกรอง และผู้เล่นด้านพลังงาน

แต่ยังใกล้กับชีวิตของเรามากขึ้น บริการด้านสุขภาพ และโรงพยาบาลอีกด้วย -ในอดีต การประมวลผลข้อมูลทางการแพทย์ทำได้ไม่ดีนัก ไม่มีสิ่งใดได้รับการปกป้องอย่างเหมาะสม แต่ด้วยยุคดิจิทัล ความเป็นส่วนตัวกลายเป็นหัวข้อหลักของการสนทนา» ยืนยัน Vadim Lyubashevsky

จัดของให้เป็นระเบียบแล้วไปทำงานต่อ

การตระหนักรู้นี้เป็นโอกาสสำหรับชุมชนการเข้ารหัสในการตรวจสอบการใช้งานเครื่องมือการเข้ารหัส -วิธีการออกแบบการเข้ารหัสในอดีตคือความสับสนวุ่นวายโดยสิ้นเชิง», s'amuse M. Lyubashevsky -คำสำคัญในตอนนี้คือความคล่องตัวและความเรียบง่าย จะต้องมีระบบการเข้ารหัสเสียบปลั๊กและเล่นไม่ได้ฝังลึกอยู่ในโค้ด จะต้องเป็นแบบแยกส่วนและเปลี่ยนแปลงได้ง่ายในกรณีที่เกิดปัญหา» นักวิจัยกล่าวเสริม

และเมื่อเราถามเขา จะเกิดอะไรขึ้นหากนักแสดง เช่น รัฐบาลจีน (ซึ่งกลยุทธ์ควอนตัมทั้งหมดทำงานในเงามืดและถูกควบคุมโดยกองทัพ) พบอาวุธร้ายแรงที่จะทำลายการคุ้มครองที่เขาพัฒนามาเป็นเวลา 20 ปี เขาตอบอย่างมีสติ:“ในด้านหนึ่ง หากปรากฏบนกระดาษ เห็นได้ชัดว่าเป็นไปได้ว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้น แต่ก็ยังไม่น่าเป็นไปได้มากนัก NSA และหน่วยข่าวกรองของอิสราเอลได้ตรวจสอบอัลกอริทึมของเราแล้ว และพวกเขาจะเล่นเกมที่อันตรายมากหากพวกเขาโกหก จากนั้น ประชาคมระหว่างประเทศทั้งหมดได้พยายามค้นหาข้อบกพร่องมาหลายปีแล้ว และอัลกอริทึมก็ยังคงอยู่» เขาพูดต่อ ก่อนเพิ่ม “แล้วถ้าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำลายอัลกอริธึมของเราได้ นั่นหมายความว่าเราประสบความสำเร็จในการทำให้มันทำการคำนวณ ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากต่อชุมชนวิทยาศาสตร์อี ».

ห่างไกลจากความสมบูรณ์ การมาถึงของมาตรฐานที่ใกล้เข้ามาเป็นเพียงก้าวเดียวในคลังแสงต่อต้านควอนตัม -ในปี 2024 จะมีการวางเพียงอิฐก้อนแรกของการป้องกันควอนตัมเท่านั้น ชุมชนยังคงดำเนินการในเรื่องต่อไปนี้ เช่น การพิสูจน์การเปิดเผยเป็นศูนย์ (การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์) ซึ่งอนุญาตการตรวจสอบตัวตนและการตรวจสอบสิทธิ์» ประจันหน้ากับ M. Lyubashevsky -ในด้านวิทยาการเข้ารหัสลับ งานจะไม่มีวันเสร็จสิ้น-

🔴 เพื่อไม่พลาดข่าวสาร 01net ติดตามเราได้ที่Google ข่าวสารetวอทส์แอพพ์-