الگوریتم های مقاومت کوانتومی چیست – و چرا به آنها نیاز داریم؟

خوشبختانه، روش‌های رمزگذاری کلید متقارن در خطر نیستند، زیرا کاملاً متفاوت عمل می‌کنند و می‌توان آن‌ها را به سادگی با افزایش اندازه کلیدهایی که استفاده می‌کنید ایمن کرد – یعنی مگر اینکه ریاضیدانان بتوانند راهی برای رایانه‌های کوانتومی برای شکستن این کلیدها نیز بیابند. اما حتی افزایش اندازه کلید نمی تواند از الگوریتم های رمزنگاری کلید عمومی موجود در برابر رایانه های کوانتومی محافظت کند. الگوریتم های جدید مورد نیاز است.

پیامدهای کامپیوترهای کوانتومی شکستن رمزگذاری که ما در حال حاضر استفاده می کنیم چیست؟

بله، این بد است. اگر رمزگذاری کلید عمومی به طور ناگهانی بدون جایگزینی شکسته شود، امنیت دیجیتال به شدت به خطر خواهد افتاد. به عنوان مثال، وب سایت ها از رمزنگاری کلید عمومی برای حفظ امنیت اتصالات اینترنتی استفاده می کنند، بنابراین ارسال اطلاعات حساس از طریق وب سایت ها دیگر امن نخواهد بود. ارزهای دیجیتال همچنین برای ایمن کردن فناوری بلاک چین خود به رمزنگاری کلید عمومی متکی هستند، بنابراین داده‌های موجود در دفتر کل آنها قابل اعتماد نخواهد بود.

همچنین نگرانی‌هایی وجود دارد که هکرها و دولت‌های ملی ممکن است داده‌های بسیار حساس دولتی یا اطلاعاتی را ذخیره کنند – داده‌هایی که در حال حاضر نمی‌توانند رمزگشایی کنند – تا بعداً پس از در دسترس قرار گرفتن رایانه‌های کوانتومی، آن‌ها را رمزگشایی کنند.

کار روی الگوریتم های مقاومت کوانتومی چگونه پیش می رود؟

در ایالات متحده، موسسه ملی استاندارد و فناوری در حال تحقیق بر روی الگوریتم‌های جدیدی است که می‌توانند در برابر حملات رایانه‌های کوانتومی مقاومت کنند. این آژانس در سال 2016 شروع به پذیرش برنامه های عمومی کرد و تاکنون به چهار نامزد نهایی و سه الگوریتم پشتیبان محدود شده است. این الگوریتم‌های جدید از تکنیک‌هایی استفاده می‌کنند که می‌توانند در برابر حملات رایانه‌های کوانتومی با استفاده از الگوریتم Shor مقاومت کنند.

داستین مودی، رهبر پروژه، می‌گوید NIST برای تکمیل استانداردسازی چهار فینالیست در سال 2024 برنامه‌ریزی کرده است که شامل تدوین دستورالعمل‌هایی برای اطمینان از استفاده صحیح و ایمن از الگوریتم‌های جدید است. انتظار می رود سه الگوریتم باقی مانده در سال 2028 استاندارد شوند.

کار غربالگری نامزدهای استاندارد جدید بیشتر بر عهده ریاضیدانان و رمزنگاران دانشگاه ها و مؤسسات تحقیقاتی است. آن‌ها پیشنهادهایی برای طرح‌های رمزنگاری پس کوانتومی ارائه می‌کنند و به دنبال راه‌هایی برای حمله به آن‌ها می‌گردند، یافته‌های خود را با انتشار مقالات و استفاده از روش‌های مختلف حمله یکدیگر به اشتراک می‌گذارند.