رایانش کوانتومی؛ تهدید یا فرصت؟ - سیلور 7

دنیا ی اقتصاد در ادامه نوشت: با وابستگی بیشتر بشر به تکنولوژی و اینترنت، طبیعتا تعداد و شدت این حملات شدیدتر شدند، تا جایی که در یک سال گذشته و به دنبال همه گیری ویروس کرونا در دنیا شاهد افزایش گسترده حملات سایبری در کشور های مختلف هستیم. با این اوصاف است که حالا بسیاری انتظار دارند که با ظهور تکنولوژی های جدیدی از جمله رایانش کوانتومی، ماهیت حملات سایبری هم تغییر نموده و مقابله با آن ها بسیار سخت تر از شرایط فعلی گردد.

هر چند رایانش کوانتومی هنوز تکنولوژی جوانی به حساب می آید و محققان مشغول تحقیق درباره آن هستند، اما شرکت های عظیمی مانند گوگل و آی بی ام معتقدند که رایانش کوانتومی در یک دهه آینده به واقعیتی غیرقابل انکار تبدیل خواهد شد. کامپیوتر های کوانتومی قادر به محاسبه و پردازش اطلاعات با سرعتی بسیار سریع تر از ماشین های کامپیوتری کلاسیک خواهند بود و این موضوع می تواند استاندارد های رمزنگاری امروزه را دچار مشکل کند.

قدرتمندتر، سریع تر و خطرناک تر

با این اوصاف تعجبی ندارد که شرکتی کوچک در انگلستان به نام Arqit، این روز ها به شکلی بی سروصدا درحال آماده کردن دولت ها و کسب وکار ها برای مواجهه با تهدید عظیم کامپیوتر های کوانتومی در آینده و تقویت سیستم دفاع سایبری آن ها است. این در حالی است که بسیاری معتقدند رایانش کوانتومی پدیده نوظهوری است و هنوز نمی تواند تهدیدی چنان جدی به حساب بیاید. در مقابل، اما برخی از غول های صنعت تکنولوژی از جمله گوگل، مایکروسافت و آی بی ام معتقدند این تکنولوژی جدید تا یک دهه دیگر به جزئی جدانشدنی از زندگی روزمره همه ما تبدیل خواهد شد و همین پیش بینی می تواند خبر نگران نماینده ای برای امنیت سایبری سازمان ها و کسب وکار ها باشد.

دیوید ویلیامز هم بنیانگذار و رئیس هیات مدیره شرکت Arqit می گوید که کامپیوتر های کوانتومی میلیون ها بار سریع تر از کامپیوتر های کلاسیک امروزی هستند و می توانند به هر کدام از رایج ترین روش های مورد استفاده برای رمزنگاری، نفوذ نمایند. او در این مورد به CNBC گفته است: میراثی که امروزه ما برای حفظ امنیت داده ها و اطلاعات مان از آن استفاده می کنیم PKI یا زیرساخت کلیدی عمومی است که در دهه 1970 ابداع شد. PKI در اصل برای حفظ امنیت ارتباطات میان دو کامپیوتر ابداع شد و نه برای دنیا امروزی که وابستگی شدیدی به ارتباطات دارد و حجم این ارتباطات در آن بسیار فراتر از چیزی است که در دهه 1970 وجود داشت. PKI نمی تواند برای دنیای امروز با میلیارد ها دستگاه دیجیتال که حجم گسترده ای از ارتباطات پیچیده را انجام می دهند، کافی و تضمین نماینده باشد.

شرکت Arqit با فهرست قابل توجهی از مشتریان عظیم مانند دولت بریتانیا، آژانس فضایی اروپا، شرکت بین المللی مخابرات بریتانیا یا BT و شرکت تجاری عظیم ژاپن به نام Sumitomo Corporation، قرار است وارد بازار بورس گردد. این شرکت که به تازگی از حالت موقت فعالیت مخفیانه بیرون آمده است، نیرو هایی را در اختیار دارد که در گذشته در سازمان اطلاعات انگلستان مشغول به کار بوده اند. با این اوصاف ورود این شرکت به بورس نمی توانست بیش از این به تاخیر بیفتد.

این درحالی است که در طول یک ماه گذشته دنیا شاهد حملات باج افزاری مخربی به سازمان های مهمی مانند شرکت خط لوله کلونیال - عظیم ترین شرکت خط لوله سوخت رسانی در آمریکا- تا شرکت JBS- عظیم ترین توزیع نماینده گوشت در دنیا- بوده است. این درحالی است که شرکت مایکروسافت و چندین نهاد دولتی آمریکا هم قربانی حملات سایبری به محصولات سولارویندز شدند، تا جایی که جو بایدن رئیس جمهور آمریکا پیشنهاد تخصیص بودجه 750 میلیون دلاری به سازمان های دولتی را داده است که قربانی حمله هکری سولار ویندز شده اند تا به این ترتیب آن ها اقداماتی برای ارتقای امنیت سایبری و جلوگیری از حملات مشابه انجام دهند.

در این حمله سایبری که در دسامبر 2020 میلادی انجام شد، هکر ها با سوءاستفاده از شکافی در محصولات شرکت سولارویندز، به هزاران شرکت و سازمان دولتی دسترسی یافتند. از طرف دیگر، طی روز های گذشته مایکروسافت هشدار داد که هکر های سولارویندز گویا حالا گروه جدیدی از سازمان های دولتی، اندیشکده ها و سازمان های غیردولتی را هدف گرفته اند. ایالات متحده آمریکا و انگلیس، سازمان اطلاعات روسیه را مقصر حملات سایبری سولارویندز می دانند.

اهمیت آمادگی برای مواجهه با پدیده ای جدید

رایانش کوانتومی با هدف استفاده از کاربرد ها و اصول فیزیک کوانتوم، شکل گرفته است؛ بخشی از علم فیزیک که به دنبال توصیف دنیا بر مبنای ذرات بنیادین اتم است و حالا می تواند مبنای کار کامپیوتر ها در آینده قرار بگیرد. درحالی که کامپیوتر های امروزی از ساختار صفر و یک برای ذخیره اطلاعات استفاده می نمایند، کامپیوتر های کوانتومی این کار را با واحد های بیت یا کوبیت انجام می دهند که ترکیبی شبیه سازی شده از ساختار صفر و یک است. این کوبیت ها می توانند به وسیله پدیده ای به نام گره، به یکدیگر متصل شوند. مجموع این ها به معنای آن است که کامپیوتر های کوانتومی بسیار قدرتمندتر از ماشین های امروزی هستند و توانایی انجام محاسبات کامپیوتری پیچیده را با سرعتی بسیار بیشتر در اختیار دارند.

کسپر رزموسن استادیار علوم کامپیوتری در دانشگاه آکسفورد، در این مورد می گوید: کامپیوتر های کوانتومی برای انجام عملیات بسیار خاص و مشخصی طراحی می گردد و بسیار سریع تر و پیچیده تر از کامپیوتر های امروزی هستند، اما این به معنای آن نیست که یک کامپیوتر کوانتومی توانایی انجام هر کاری را دارد و می تواند هر نرم افزار و اپلیکیشنی را با سرعت بسیار بیشتر اجرا کند. کامپیوتر های کوانتومی حتی می توانند مسئله ای جدی برای استاندارد های رمزنگاری مدرن به حساب بیایند. کامپیوتر های فعلی به سختی امکان شکستن رمزنگاری صورت گرفته بر مبنای ساختار PKI را دارند، درحالی که نفوذ به این ساختار برای کامپیوتر های کوانتومی بسیار ساده و راحت است.

دیوید ویلیامز هم بنیانگذار و رئیس هیات مدیره شرکت Arqit، معتقد است که شرکت راه چاره مقابله با این اتفاق را پیدا نموده است. این شرکت به جای تکیه بر ساختار PKI، کلید های رمزنگاری متقارن و متناسب را به یاری سلسله اعداد اتفاقی و طولانی و به وسیله ماهواره ها ارسال می نماید و به آن سیستم توزیع کلید کوانتومی می گوید. شرکت Virgin Orbit که در شرکت Arqit سرمایه گذاری نموده است، تصمیم دارد برای انجام این فرآیند های رمزنگاری، تا سال 2023 ماهواره هایی را از انگلستان پرتاب کند.

با وجود آنکه برخی کارشناسان معتقدند تا زمانی که کامپیوتر های کوانتومی به شکلی رایج مورد استفاده قرار بگیرند و تهدیدی جدی محسوب بشوند، دست کم 10 سال زمان باقی است، اما عده ای دیگر مانند کسپر رزموسن معتقدند که باید از حالا برای رویارویی با آن ها آماده بود. او در این مورد می گوید: اگر این واقعیت را بپذیرید که کامپیوتر های کوانتومی تا 10 سال آینده وجود خواهند داشت، هیچ کس نمی تواند پیش بینی کند که بسیاری از تبادل نظر ها و اطلاعات مهمی که امروز ذخیره می شوند، با ظهور کامپیوتر های کوانتومی بلافاصله رمزگشایی نشوند.

این موضوع حالا آنقدر اهمیت پیدا نموده است که موسسه ملی استاندارد ها و تکنولوژی وزارت بازرگانی آمریکا به دنبال به روزرسانی استاندارد های رمزنگاری خود به الگوریتم هایی است که بتوانند با ظهور کامپیوتر های کوانتومی در برابر نفوذ هکر ها و حملات سایبری مبتنی بر رایانش کوانتومی، مقاوم باشند.

هر چند ممکن است این الگوریتم ها مقاومت کافی در برابر حملات کوانتومی آینده نداشته باشند، اما نشان از نگرانی جدی سازمان ها و کسب وکار ها از حملات سایبری آینده به یاری رایانش کوانتومی دارند. درست به همین دلیل هم هست که محققان امنیتی این روز ها به دنبال یافتن الگوریتم های جدید و بهتری برای مقابله با این حملات در آینده هستند.