Истории
DIG(IT)AL

Как компании используют квантовые технологии для повышения кибербезопасности

Истории
Яна Носенко
Яна Носенко

Редактор «Историй» RB.RU

Яна Носенко

В условиях технологической революции хакеры развиваются параллельно с инновационными решениями в кибербезопасности. Однако инженеры, математики и физики активно работают над новыми способами квантового шифрования. Разбираем основные достоинства и трудности в реализации такой защиты.

Как компании используют квантовые технологии для повышения кибербезопасности


В проекте Dig(IT)al рассказываем о технологиях, которые помогут вам заработать. Переходите на цифровую сторону бизнеса.


Что такое криптография?

Криптография — это средство защиты данных от злоумышленников. Она позволяет защитить любую информацию на устройствах, от веб-конференций до индивидуальной истории просмотров. Данные кодируются с помощью алгоритмов, для расшифровки которых нужен уникальный ключ.

Использование одного закрытого ключа, то есть определенной строки битов для дешифрования и шифрования, называется симметричной криптографией.

А использование открытых ключей для шифрования и закрытых ключей для дешифрования, каждый из которых создается генераторами случайных чисел на основе алгоритмов, называется асимметричной криптографией.

Полной случайности сложно достичь классическими средствами, но ее можно добиться с помощью квантовой физики.

Квантовое распределение ключей

Существует два метода, позволяющие крупномасштабным квантовым и классическим компьютерам скрыть конфиденциальную информацию.

  • Метод №1: восстановление ключа, сгенерированного на этапе согласования ключей.
  • Метод №2: прерывание алгоритма шифрования.

Квантовое распределение ключей (КРК) — это квантовый криптографический низкоуровневый алгоритм, предназначенный для генерации неразрывных ключей. КРК обеспечивает согласование ключей, включая известные протоколы BB84 и E91. В 2017 году китайская команда доказала возможность безопасной передачи данных между спутниками с помощью симметричной криптографии и КРК. 

Тем не менее, КРК самостоятельно не может удовлетворить все требования защиты. Однако существуют и другие механизмы повышения безопасности за счет использования «квантово-безопасных» алгоритмов шифрования. Они основаются на решении математических задач, а не на законах квантовой физики.

Ограничения в квантовых вычислениях

Важнейшей задачей сейчас является создание как можно более отказоустойчивых кубитов (ячеек хранения информации в квантовом компьютере), чтобы повысить возможности квантовых вычислений. Такие технологические гиганты, как Google, Amazon, IBM и Honeywell, уже сегодня инвестируют в поиск решения данной проблемы.

В настоящее время квантовые компьютеры запрограммированы для индивидуальных квантовых логических вентилей (базовых элементов квантового компьютера, преобразующих входные состояния кубитов на выходные по определённому закону). Это может быть приемлемо для малых квантовых компьютеров, но станет проблемой в использовании большого количества кубитов. IBM и Classiq разрабатывают все больше механизмов абстракции данных, что позволяет разработчикам применять квантовые технологии для решения реальных проблем.

Для реализации сложных задач, включая схемы исправления ошибок, организациям необходимо убедиться в том, что они могут контролировать большие объемы кубитов. Это подразумевает обеспечение низкой задержки и использование схем управления с адаптивной обратной связью на основе CMOS.

Вопрос об увеличении количества кубитов в квантовом чипе все еще остается открытым. Так как сейчас сложно представить разработку нескольких кубитовых чипов с миллионами проводов, подключенных к схемной плате.

Применение квантовых вычислений для кибербезопасности

Исследователи и аналитики стремятся к разработке безопасного квантового шифрования. По данным American Scientist, Национальный институт стандартов и технологий США в настоящее время исследует 69 новых методов, известных как постквантовая криптография. Квантовые вычисления — это хорошее потенциальное решение проблем с кибербезопасностью и шифрованием. Поэтому каждая организация, ориентированная на безопасность, должна четко понимать, что такое криптогибкость.

Однако квантовая революция весьма непредсказуема. Хотя перспектива внедрения отказоустойчивых квантовых компьютеров пока не актуальна, современные квантовые технологии все еще очень эффективны в повышении конфиденциальности и безопасности связи. Компаниям стоит задуматься о разработке новаторских стратегий и быть готовыми к грядущей квантовой революции.

Источник.

Фото на обложке: Welcomia / Depositphotos

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Материалы по теме

  1. 1 Берегите данные: как защититься от атак с применением квантового компьютера уже сегодня
  2. 2 В России запустилась Национальная квантовая лаборатория
  3. 3 20 технологий, которые определят наше будущее
  4. 4 Названы сроки появления отечественного квантового компьютера с облачным доступом
Стажировка в IT
Гринатом зовет студентов и начинающих специалистов на программу Greenlab
Узнать больше