Od czasu tych wczesnych prac teoretycznych obliczenia kwantowe poczyniły znaczne postępy, co zostało podkreślone przez 127-kubitowy procesor IBM Eagle w 2021 r. Pomimo tych postępów praktyczne zagrożenia dla systemów kryptograficznych ze strony komputerów kwantowych pozostają na tym etapie teoretyczne.
Przyglądamy się również, jak infrastruktura klucza publicznego (PKI) uległo zmianie w czasie. Whitfield Diffie i Martin Hellman wpadli na pomysł PKI w 1976 roku. Był to przełomowy pomysł, który położył podwaliny pod bezpieczną komunikację cyfrową. Używając zestawu matematycznie powiązanych kluczy – jednego prywatnego i jednego publicznego –PKI pomógł zapewnić bezpieczeństwo transakcji cyfrowych, bezpiecznej poczty elektronicznej, podpisów cyfrowych i wielu innych ważnych usług internetowych. Ta dwukluczowa struktura stanowi silną ochronę przed wieloma zagrożeniami bezpieczeństwa, umożliwiając prywatny kontakt i ochronę danych w świecie, który staje się coraz bardziej połączony.
Jednak rozwój obliczeń kwantowych stwarza poważne zagrożenie dla gwarancji bezpieczeństwa oferowanych przez standard PKI systemy. Dzięki swojej niesamowitej mocy obliczeniowej sfera kwantowa może przeniknąć przez tę fortecę PKI budował przez lata. Może to sprawić, że nasz cyfrowy świat stanie się otwarty na zagrożenia bezpieczeństwa, których nigdy wcześniej nie widziano.
W tym artykule zbadamy, w jaki sposób obliczenia kwantowe zagrażają tradycyjnej infrastrukturze bezpieczeństwa PKI, przeanalizuj potencjalne środki zaradcze i omów kluczową rolę SSL.com w pomaganiu organizacjom w tej trudnej transformacji.
Zagrożenie kwantowe: PKI Systemy w niebezpieczeństwie z powodu obliczeń kwantowych
Chociaż obliczenia kwantowe mogą potencjalnie ulepszyć technologię i pomóc w rozwiązywaniu problemów, stwarzają poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa standardowych rozwiązań. PKI systemy. Problem wynika z faktu, że niektóre metody kryptograficzne, takie jak RSA i kryptografia krzywych eliptycznych (ECC), nie są tak bezpieczne, jak mogłyby być.
W dawnych czasach komputerów RSA i ECC były filarami bezpieczeństwa cyfrowego. RSA, nazwany na cześć swoich twórców Rivesta, Shamira i Adlemana. Opiera się na fakcie, że rozkład na czynniki dużych liczb jest trudny do przeprowadzenia na komputerze i większość ludzi uważa, że klasyczne komputery nie są w stanie tego zrobić. W ten sam sposób ECC opiera się na trudnym zadaniu, jakim jest obliczanie logarytmów dyskretnych w ciele skończonym. Bezpieczna wymiana kluczy w PKI systemy, które stanowią dużą część naszej nowoczesnej infrastruktury bezpieczeństwa cyfrowego, opierają się na problemach matematycznych, które są łatwe do skonfigurowania, ale bardzo trudne do rozwiązania.
Ale w świecie kwantowym zasady są inne. Podaj algorytm Shora. W 1994 roku matematyk Peter Shor opracował algorytm kwantowy, który potrafi rozkładać na czynniki duże liczby i obliczać logarytmy dyskretne szybciej niż jakikolwiek znany algorytm klasyczny. To spowodowało, że bazowano na RSA i ECC PKI systemy podatne. Gdyby istniał wystarczająco mocny komputer kwantowy, algorytm Shora mógłby określić, jakie są klucze prywatne na podstawie kluczy publicznych. Naruszyłoby to prywatność tego PKI systemy mają chronić.
Strach nie jest tylko ideą. Badanie przeprowadzone w 2021 r. przez Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) sugeruje, że komputery kwantowe zdolne do złamania szyfrowania RSA-2048, powszechnie stosowanego w wielu PKI mogą pojawić się w ciągu najbliższych dwóch dekad.
Ta prognoza pokazuje, jak poważne i pilne jest zagrożenie, jakie informatyka kwantowa stwarza dla naszego prądu PKI systemy są.
Zatem bezpieczeństwo naszego cyfrowego świata jest zagrożone, gdy obietnice obliczeń kwantowych przesuwają się ze świata teoretycznego do świata rzeczywistego. Jak zatem możemy poradzić sobie z nadchodzącą rewolucją kwantową, nie narażając przy tym naszych cyfrowych systemów bezpieczeństwa? To staje się najważniejszym pytaniem.
Jak SSL.com może pomóc w walce z zagrożeniem kwantowym?
W epoce, w której bezpieczeństwo cyfrowe jest najważniejsze, intrygująca rewolucja kwantowa stwarza poważne wyzwania dla organizacji na całym świecie. Przewidywanie zagrożeń kwantowych i radzenie sobie z nimi, przejście na nowe paradygmaty kryptograficzne i nadążanie za zmieniającą się sceną regulacyjną to wszystko, co zajmuje dużo czasu wiedzy i przewidywania strategicznego.
Dzięki długiej historii w branży i szerokiej gamie usług, SSL.com oferuje solidne rozwiązanie tych problemów. Jako niezawodny partner w dziedzinie bezpieczeństwa cyfrowego, SSL.com pomaga klientom dowiedzieć się, co oznacza przetwarzanie kwantowe dla ich prądu PKI systemów informatycznych i jak zaplanować przyszłość, która będzie w stanie obsłużyć obliczenia kwantowe.
Usługi doradcze oferowane przez SSL.com wykraczają poza teorię. Firma wykorzystuje swoją wiedzę techniczną, aby oferować praktyczne i wykonalne strategie, które odpowiadają potrzebom każdej firmy. SSL.com zapewnia płynne i bezpieczne przejście na infrastrukturę odporną na technologię kwantową, pomagając klientom wybrać algorytmy, których nie da się złamać komputerami kwantowymi, szczegółowo szkoląc zespoły IT i zapewniając ciągłe wsparcie podczas przejścia.
Głównym celem usług SSL.com jest ułatwienie zrozumienia. Świat kwantowy, ze swoimi skomplikowanymi ideami i zasadami, może dla wielu wydawać się przerażający. Ale SSL.com jest dumny z faktu, że sprawia, że te skomplikowane informacje są łatwe do zrozumienia. W ten sposób klienci mogą dokonać dobrego wyboru i płynnie przejść na systemy kryptograficzne, których nie złamią komputery kwantowe.
SSL.com przygotowuje przedsiębiorstwa na zagrożenie kwantowe i wyposaża je, aby sobie z nim poradziły. SSL.com pomaga organizacjom zwiększyć bezpieczeństwo cyfrowe, wykorzystując zagadnienia rewolucji kwantowej.
Przeciwdziałanie zagrożeniu kwantowemu: rozwiązanie kryptografii postkwantowej (PQC)
Kryptografia postkwantowa (PQC), zwana także kryptografią kwantowoodporną, to potencjalny sposób poradzenia sobie z problemami, jakie stwarzają obliczenia kwantowe. PQC to kolejny krok w zabezpieczeniu komunikacji cyfrowej. Dokonuje tego poprzez tworzenie nowych systemów kryptograficznych, które są w stanie oprzeć się atakom zarówno ze strony komputerów tradycyjnych, jak i komputerów kwantowych.
Kryptografia oparta na kratach jest jedną z ciekawszych metod w PQC. Metoda ta wykorzystuje fakt, że problemy kratowe w przestrzeni wielowymiarowej są trudne i nie mają dobrych rozwiązań ani w świecie klasycznym, ani kwantowym. To sprawia, że kryptografia oparta na sieciach jest dobrym wyborem do tworzenia systemów kryptograficznych, których nie mogą złamać komputery kwantowe.
Wielowymiarowe równania wielomianowe są podstawą kryptografii wielowymiarowej, która jest inną metodą. Ta metoda szyfrowania informacji jest bezpieczna, ponieważ trudno jest rozwiązać układy równań wielowymiarowych na małym polu. Klasyczne komputery potrafią szybko stworzyć tego rodzaju systemy, ale nawet komputerom kwantowym trudno jest je naprawić.
Kryptografia oparta na skrótach, trzecia metoda, jest jednym z najstarszych i najlepiej zbadanych sposobów wykorzystania kryptografii po komputerach kwantowych. Wykazano, że systemy oparte na skrótach, które wykorzystują idee kryjące się za kryptograficznymi funkcjami skrótu, są bezpieczne przed zagrożeniami kwantowymi. Są więc sprawdzoną opcją dla firm, które chcą chronić swoje systemy kryptograficzne przed zagrożeniem kwantowym.
Łącznie te techniki PQC torują drogę nowej erze systemów kryptograficznych, które być może będą w stanie nadążać za udoskonaleniami obliczeń kwantowych. Z drugiej strony odkrywanie i używanie tych metod wymaga dużej wiedzy technicznej i starannego planowania, a SSL.com jest jedyną firmą, która może to zapewnić.
Co rząd powinien wiedzieć o kryptografii kwantowej
Zastosowanie kryptografii postkwantowej to nie tylko kwestia technologii; należy również przemyśleć wiele kwestii prawnych i bezpieczeństwa. Ponieważ PQC jest stosunkowo nowym obszarem, standardy i zasady wciąż są ustalane i oficjalne. Tworzy to stale zmieniający się krajobraz, w którym organizacje muszą nauczyć się poruszać.
Kilka grup regulacyjnych i organizacji normalizacyjnych na całym świecie, takich jak w Stanach Zjednoczonych ciężko pracują, aby ustanowić standardy PQC. Gdy te wytyczne wejdą w życie, organizacje będą musiały upewnić się, że ich systemy kryptograficzne są z nimi zgodne, równoważąc potrzebę większego bezpieczeństwa z koniecznością przestrzegania przepisów.
Ponadto przejście na PQC może utrudnić organizacjom przestrzeganie przepisów dotyczących prywatności i ochrony danych, takich jak w Unii Europejskiej. Organizacje muszą zastanowić się, jak zapewnić płynny przebieg zmiany bez obniżania standardów bezpieczeństwa danych.
Najnowsze osiągnięcia obejmują postkwantowe standardy kryptograficzne NIST, takie jak włączenie Crystals-Kyber i Crystals-Dilithium, które mają kluczowe znaczenie dla dostosowania się organizacji, szczególnie w sektorach polegających na solidnym szyfrowaniu w celu ochrony danych.
W SSL.com możemy pomóc firmom stawić czoła wszystkim tym wyzwaniom. SSL.com może pomóc firmom zachować zgodność podczas procesu przejścia, udzielając porad ekspertów na temat zmiany standardów i zasad PQC. Dzięki technicznemu know-how firmy i głębokiej znajomości otoczenia regulacyjnego organizacje mogą śmiało przejść w stronę kryptografii odpornej na kwanty, nie rezygnując z wymagań dotyczących zgodności.
Studia przypadków: reagowanie na zagrożenie kwantowe za pomocą kryptografii postkwantowej
Postkwantowa kryptografia (PQC) zaczyna pokazywać, jak można ją zastosować w świecie rzeczywistym, co pokazuje, że możliwe i konieczne jest przejście na PQC. W cyfrowym świecie istnieje wiele studiów przypadków i eksperymentów, które pokazują, że to prawda.
W 2022 roku Google wypróbowało PQC w swojej przeglądarce Chrome Canary. To dobry przykład. W ramach tego projektu pilotażowego Google współpracował ze start-upem zajmującym się kryptografią postkwantową o nazwie CECPQ2, aby stworzyć algorytm wymiany kluczy współpracujący z szyfrowaniem postkwantowym. Ta implementacja testowa pokazała, jak wyglądałoby wykorzystanie PQC w powszechnie używanych aplikacjach internetowych i pokazała niektóre z dostępnych opcji.
Jednak przejście na PQC nie jest pozbawione wyzwań. Aby mieć pewność, że nowy system kryptograficzny jest bezpieczny i działa prawidłowo, ważne jest, aby dokładnie go zaplanować, przetestować i mieć na niego oko. Organizacje muszą także upewnić się, że ich nowe systemy w fazie zmian nadal mogą komunikować się ze starszymi systemami innymi niż PQC. Nazywa się to „kompatybilnością wsteczną”.
SSL.com może pomóc organizacjom uporać się z tymi problemami, ponieważ posiada dużą wiedzę i know-how. SSL.com zapewnia swoim klientom pewność przyjęcia PQC, minimalizując jednocześnie ryzyko i zakłócenia, świadcząc usługi doradcze obejmujące cały proces przejścia, od opracowania planu po jego wdrożenie i zapewnienie stałego wsparcia.
Eksperci w zespole SSL.com wykorzystują swoją głęboką wiedzę na temat systemów kryptograficznych i technik PQC, aby opracowywać niestandardowe rozwiązania, które spełniają unikalne potrzeby każdej firmy. SSL.com jest doskonałym partnerem dla organizacji, które chcą chronić swoją kryptograficzną przyszłość w obliczu obliczeń kwantowych, ponieważ mają udokumentowane doświadczenie w pomaganiu klientom w skomplikowanych zmianach cyfrowych.
Słownik
| Semestr | Definicja |
|---|---|
| Zagrożenie kwantowe | Potencjalne zagrożenie, jakie obliczenia kwantowe stwarzają dla tradycyjnych cyfrowych środków bezpieczeństwa. |
| Komputery kwantowe | Rodzaj obliczeń, w którym do wykonywania obliczeń wykorzystuje się bity kwantowe (kubity) zamiast bitów klasycznych. |
| Superpozycja i splątanie | Dwie podstawowe zasady mechaniki kwantowej, które pozwalają kubitom istnieć w wielu stanach jednocześnie i być natychmiastowo łączone, niezależnie od ich odległości. |
| Infrastruktura klucza publicznego (PKI) | Zestaw ról, zasad, sprzętu, oprogramowania i procedur potrzebnych do tworzenia, zarządzania, rozpowszechniania, używania, przechowywania i unieważniania certyfikatów cyfrowych oraz zarządzania szyfrowaniem klucza publicznego. |
| RSA i ECC (kryptografia krzywych eliptycznych) | Algorytmy kryptograficzne stosowane w kryptografii klucza publicznego. RSA opiera się na faktoryzacji dużych liczb, a ECC opiera się na trudności rozwiązania problemu logarytmu dyskretnego krzywej eliptycznej. |
| Algorytm Shora | Algorytm kwantowy opracowany przez Petera Shora w celu wydajnego rozkładu na czynniki dużych liczb, co może potencjalnie zagrozić szyfrowaniu RSA. |
| Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST) | Amerykańska agencja tworząca wytyczne dotyczące technologii, pomiarów i standardów. |
| SSL.com | Firma oferująca rozwiązania w zakresie bezpieczeństwa cyfrowego, w tym doradztwo w zakresie przejścia na systemy kryptograficzne odporne na kwanty. |
| Kryptografia postkwantowa (PQC) | Metody kryptograficzne uważane za bezpieczne zarówno przed klasycznymi, jak i kwantowymi atakami komputerowymi. |
| Kryptografia oparta na siatce | Forma kryptografii uważana za odporną na ataki zarówno ze strony komputerów klasycznych, jak i kwantowych. |
| Kryptografia wielowymiarowa | Metoda szyfrowania oparta na trudności rozwiązywania układów równań wielowymiarowych. |
| Kryptografia oparta na skrótach | Jedna z najstarszych metod kryptografii postkwantowej, wykorzystuje kryptograficzne funkcje skrótu do ochrony danych. |
| Ogólne rozporządzenie o ochronie danych (GDPR) | Rozporządzenie nakładające na firmy obowiązek ochrony danych osobowych i prywatności obywateli UE w przypadku transakcji przeprowadzanych na terenie państw członkowskich UE. |
| Kompatybilność wsteczna | Zdolność systemu do interakcji ze starszymi wersjami tego samego systemu. |
Upewnij się, że Twoja przyszłość jest bezpieczna dzięki SSL.com
Natura nie jest klasyczna, do cholery, a jeśli chcesz przeprowadzić symulację natury, lepiej zrób to za pomocą mechaniki kwantowej – Richard Feynman, amerykański fizyk teoretyczny
W miarę jak przesunięcie kwantowe postępuje, świat cyfrowy znajduje się na skraju bardzo dużych zmian. Obliczenia kwantowe mogą zapoczątkować nową erę potężnych obliczeń, ale rzucają też długi cień na nasz obecny system bezpieczeństwa. Jeśli jednak zastosujemy PQC, możemy wykorzystać ten problem jako szansę na wzmocnienie naszego bezpieczeństwa cyfrowego w epoce kwantowej.
Biorąc pod uwagę, jak skomplikowana jest technologia i jak stale zmieniają się zasady, przejście do przyszłości odpornej na kwanty może wydawać się trudne. Jednak przy odpowiedniej pomocy i wiedzy zmianę tę można przeprowadzić w sposób bezpieczny i skuteczny. SSL.com jest doskonałym partnerem w tej kwantowej podróży, ponieważ posiada sprawdzoną wiedzę branżową, pełny zestaw usług i zaangażowanie w sukces klienta.
Jako ludzie podejmujący decyzje, pracujący dla rządu lub będący dobrze poinformowanymi członkami społeczeństwa, nadszedł czas na działanie. Rozpocznij swoją podróż do świata kwantowego, dowiadując się więcej o PQC, zastanawiając się, co to oznacza i szukając możliwych rozwiązań. Skontaktuj się z ekspertami-konsultantami SSL.com, aby rozpocząć planowanie swojej ścieżki do przyszłości, na którą nie ma wpływu przetwarzanie kwantowe.
