کامپیوترهای کوانتوم، کامپیوترهایی هستند که می‌توانند عملکردها را سریع‌تر و با بازده بیشتر و حتی با استفاده از صرف انرژی کمتر نسبت به کامپیوترهای معمولی انجام دهند اما خبر بد مربوط به رمزنگاری می‌شود. پروسه‌ای که اطلاعات را بر اساس یک کد ریاضی پیچیده، درمی‌آمیزد.
در تئوری، کامپیوترهای کوانتوم با توجه به دارا بودن قدرت محاسباتی بسیار بالا، می‌توانند تمامی الگوریتم‌های رمزنگاری موجود و مورد استفاده در اینترنت را بشکنند.
امروزه کامپیوترهای کوانتوم تنها یک نظریه نیستند بلکه آن‌ها به واقعیت تبدیل شده‌اند.
با توجه به اینکه کشورهایی مانند چین و آمریکا دارای رتبه‌های برتر در دسترس داشتن قدرتمندترین سوپرکامپیوترهای دنیا (مانند Sunway TaihuLight، Tianhe-2 و Titan) هستند، دور از انتظار نیست که کامپیوترهای کوانتومی، در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.
امروزه انتقال کامپیوترهای کوانتومی به مقیاس صنعتی به یکی از نگرانی‌های اصلی مؤسسه ملی فناوری و استاندارد ایالت متحده(۱) تبدیل شده است. چراکه اگر کامپیوترهای کوانتومی در مقیاس بزرگ ساخته شوند، توانایی شکستن بسیاری از کلیدهای عمومی مربوط به رمزنگاری را که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند، دارند.
اگرچه کامپیوترهای کوانتومی هنوز در عمل مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، مدارکی مشاهده شده است که NSA توانایی عملی برای شکستن بعضی از استاندارهای رمزنگاری در دسترس امروزی را دارد و سالانه ۱۱ میلیارد دلار صرف پروژه توانایی رمزنگاری پیشگامانه(۲) می‌کند.
برای مقابله با این وضعیت، NIST یک اعلامیه فدرال در روز سه‌شنبه (۲۰ دسامبر ۲۰۱۶) صادر کرده است مبنی بر اینکه از بخش خصوصی و رمزنگارهای دانشگاهی درخواست کرده است تا در نوشتن استانداردهای جدید رمزنگاری که به اندازه کافی پیچیده و قدرتمند باشند، به آن‌ها کمک کنند تا در مقابل کامپیوترهای کوانتومی ایستادگی کنند.
NIST اعلام کرده است که ثبت‌نام از نامزدها تا ۳۰ نوامبر ۲۰۱۷ ادامه خواهد داشت.
گروه فناوری رمزنگاری NIST در یک وبلاگ می‌گوید[۱]: “با مشارکت عمومی، NIST قصد دارد تا چند سال آینده را صرف جمع‌آوری، مورد آزمایش قرار دادن و در نهایت پیشنهاد دادن الگوریتم‌های جدید کند که نسبت به حمله کامپیوترهای کوانتومی کمتر آسیب‌پذیر باشند.”
درگذشته گسترش یافتن کامپیوترهای کوانتومی در مقیاس بزرگ تنها یک نظریه بود اما بعد از مشاهده نمونه‌های اولیه از کامپیوترهای کوانتومی، امروزه دانشمندان بر این باورند که عصر ظهور کامپیوترهای کوانتومی نزدیک است.
اما قبل از رشد و پیشرفت نمونه‌های اولیه کامپیوترهای کوانتومی در زمینه‌های عملی، NIST باید سیستم‌های امنیت اطلاعات خودش را برای مقاومت در برابر محاسبات کوانتومی آماده کند.
در اسناد مربوط به استاندارد پردازش اطلاعات فدرال(۱)، NIST حداقل استانداردهای مربوط به فناوری رمزنگاری را که توسط ایالات‌متحده مورد استفاده قرار می‌گیرد منتشر کرده است. این اسناد شامل الگوریتم‌های مورد تأیید NIST برای استانداردهای رمزنگاری مختلف برای ایمن‌سازی اطلاعات، ارتباطات و شناسایی می‌شود.
الگوریتم‌های مورد تأیید NIST به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند و به عنوان یک استاندارد طلایی برای رمزنگاری در نظر گرفته می‌شوند و صدها سال طول خواهد کشید تا توسط کامپیوترهای معمولی امروزی brute-force شوند.
اما انتظار می‌رود که این الگوریتم‌ها نسبت به کامپیوترهای کوانتومی با توان بالا آسیب‌پذیر باشند، بنابراین از NIST برای گسترش دادن الگوریتم‌های رمزنگاری ضد کوانتوم کمک گرفته شده است.
این سازمان می‌گوید[۲]: “توسعه کلیدهای عمومی جدید برای استاندارهای رمزنگاری، امضای دیجیتالی افشاشده عمومی، رمزنگاری کلید عمومی و الگوریتم‌های ایجاد کلیدی را مشخص می‌کند که قادر به محافظت از اطلاعات دولتی هستند. این الگوریتم‌ها باید از این اطلاعات در آینده قابل پیش‌بینی که شامل ظهور کامپیوترهای کوانتومی پیشرفته هستند، محافظت کند.”
ثبت‌نام از الگوریتم‌های رمزنگاری در روز ۳۰ نوامبر سال ۲۰۱۷ بسته خواهد شد. بعد از این دوره زمانی، NIST پروپوزال‌ها را بررسی کرده و از نامزد منتخب دعوت خواهد شد تا الگوریتم‌های رمزنگاری کلید عمومی را که مقاوم در برابر کامپیوترهای کوانتومی هستند را در یک کارگاه آموزشی در اوایل سال ۲۰۱۸ میلادی، ارائه دهد.
منابع
[۱] http://thehackernews.com/2016/12/quantum-computing-encryption.html
[۲] https://www.nist.gov/news-events/news/2016/12/nist-asks-public-help-future-proof-electronic-information
(۱) United States’ National Institute of Standards and Technology (NIST)
(۲) groundbreaking cryptanalytic capabilities
(۳) Federal Information Processing Standards (FIPS)
ثبت ديدگاه