استانداردسازی الگوریتم‌های رمزنگاری کوانتومی

به گزارش واحد امنیت سایبربان؛ رایانه‌های دیجیتالی از بیت‌ها به‌عنوان کوچک‌ترین واحد پردازشی خود استفاده می‌کنند؛ اما رایانه‌های کوانتومی این کار را با کیوبیت انجام می‌دهند. بیت دیجیتالی تنها می‌تواند اعداد صفر و یک را در خود ذخیره کرده و تمامی اطلاعات را از ترکیب‌های آن ایجاد کند. در مقابل کیوبیت‌ها علاوه بر صفر و یک می‌توانند ویژگی هر دو را به صورت هم‌زمان داشته و با ایجاد حالت‌های بیشتر، سرعت پردازش را افزایش بدهد.
از طرفی برای تجزیه‌ی اعداد بسیار بزرگ که بر الگوریتم‌های رمزنگاری بر پایه‌ی آن کار می‌کنند که پردازش آن برای رایانه‌های معمولی بسیار زمان می‌برد؛ اما سامانه‌های کوانتومی به راحتی می‌توانند محاسباتی بسیار پیچیده‌تر را در مدت بسیار کوتاهی انجام داده و می‌تواند تمامی الگوریتم‌های امروزی را منسوخ و امنیت داده‌های محرمانه را با خطر مواجه بکند.
به تازگی گزارشی منتشر شده است که نشان می‌دهد موسسه‌ی ملی فناوری و استانداردهای آمریکا (NIST¹)، فراخوانی را برای طراحی الگوریتمی که کمتر در معرض خطر هک شدن از سوی رایانه‌های ساخته نشده قرار داشته باشد، ارائه دادند. این سازمان اعلام کرد الگوریتم‌های «رمزنگاری پسا کوانتومی²» (Post-quantum cryptography) ارائه شده جایگزین آن دسته از استانداردهای رمزنگاری خواهند شد که در مقابل رایانه‌های کوانتومی از آسیب‌پذیری بیشتری برخوردار هستند.
با توجه به گزارش داستین مودی (Dustin Moody)، یکی از ریاضیدان‌های سازمان ملی فناوری و استاندارها، از زمان اعلام فراخوان یاد شده تا کنون 40 نفر به عضویت سازمان انجمن آنلاین رمزنگاری در آمده و تعداد اعضای آن هم‌اکنون به 240 نفر رسیده است.
هم‌اکنون شرکت‌های بسیاری مانند گوگل، مایکروسافت و آی.بی.ام در حال تحقیق برای رایانه‌های کوانتومی هستند و حتی شرکت دی.ویو (D-wave) اولین نمونه‌ی تجاری این نوع رایانه‌ها را در سال 2011 به بازار عرضه کرد. هر چند بسیاری از متخصصان به علت روش به کار گرفته شده توسط این شرکت، آن را یک نمونه‌ی واقعی به حساب نمی‌آورند.
مودی معتقد است در حال حاضر هیچ نوع رایانه‌ی کوانتومی وجود نداشته؛ اما احتمالاً اولین نمونه‌های آن در 10 تا 15 سال آینده ساخته خواهند شد.
مودی توضیح داد هدف موسسه‌ی  مذکور ایجاد و آزمایش الگوریتم‌هایی است که در برابر حملات رایانه‌های کوانتومی بتوانند مقاومت بیشتری از خود نشان بدهند؛ زیرا الگوریتم‌های امروزی در برابر پردازش کوانتومی بسیار آسیب‌پذیر و شکننده هستند.
دریافت پیشنهادها از 20 دسامبر سال 2016 آغاز شده و تا 30 نوامبر 2017 ادامه خواهد یافت. سپس به مدت 3 تا 5 سال الگوریتم‌های ارسال شده بررسی خواهند شد.
کشور چین مدتی قبل اولین ماهواره‌ی ارتباطات کوانتومی دنیا را به فضا پرتاب کرده و ادعا کرد این ماهواره غیرقابل هک بوده؛ اما به راحتی می‌تواند دیگر سیستم‌ها را مورد هدف قرار دهد.

________________________________

1- National Institute of Standards and Technology
2- رمزنگاری پسا کوانتومی، معمولاً به الگوریتم‌های نامتقارنی گفته می‌شود که تصور می‌شود توان مقابله با حملات رایانه‌های کوانتومی را دارند.