استفاده از فناوری اطلاعات کوانتومی امنیت سایبری را متحول کرد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینرینگ، محققان امنیت سایبری همیشه به دنبال راه‌های جدیدی برای ایمن‌سازی اطلاعات در فضای ابری هستند. اکنون محققان چینی یک گام جلوتر رفته‌اند و برای ایمن نگه‌داشتن داده‌ها به فیزیک کوانتوم روی آورده‌اند.

استفاده روزافزون از فضای ذخیره سازی ابری خطرات امنیت داده‌ها را افزایش داده است و محققان امنیت سایبری به ذخیره‌سازی ابری توزیع شده به عنوان راه حل قابل قبولی برای این مشکل نگاه می‌کنند.

در حالی که به عصر کوانتوم محاسبات نزدیک می‌شویم، محققان شرکت «کوانتوم سی تک» (QuantumCTek) در چین که خود را یک شرکت فناوری اطلاعات کوانتومی می‌نامد، راهی مقرون به صرفه برای انجام این کار یافته‌اند.

این تیم تحقیقاتی از اعداد تصادفی کوانتومی به عنوان کلید‌های رمزنگاری برای ایمن سازی اطلاعات در فضای ابری استفاده کردند. از آنجایی که این کلید‌ها را می‌توان با کامپیوتر‌های کوانتومی شکست، محققان یک گام جلوتر رفتند و آن‌ها را از طریق اشتراک گذاری مخفی شامیر (Shamir's secret sharing) پراکنده و سپس آن را با الگوریتم‌های توزیع کلید کوانتومی (QKD) ترکیب کردند.

همان طور که از نامش پیداست، اشتراک گذاری مخفی شامیر یک الگوریتم توزیع کلیدی است که برای توزیع اطلاعات خصوصی به گروهی از افراد استفاده می‌شود. اطلاعات شخصی تا زمانی که اکثر گروه‌ها دانش خود را جمع آوری نکرده و با هم کار نکنند، مخفی باقی می‌ماند.

انتظار می‌رود که از اشتراک‌گذاری مخفی شامیر ازسایر الگوریتم‌های توزیع کلید کوانتومی (QKD) استفاده کند، اما این موارد با الزامات قابل توجه فضای ذخیره سازی ابری و در نتیجه، هزینه‌های قابل توجهی همراه هستند.

محققان شرکت «کوانتوم سی تک» نیز از همین رویکرد، اما با یک تفاوت جزئی استفاده کردند: استفاده از کدکذاری پاکسازی در متن رمز قبل از انتقال داده‌ها از طریق الگوریتم‌های توزیع کلید کوانتومی.

کدگذاری پاکسازی با جدا کردن داده‌ها از بخش‌های مختلف یا بلوک‌های داده مختلف برای بازیافت اطلاعات استفاده می‌کند. این گام نه تنها امنیت کوانتومی فراهم می‌کند، بلکه قابلیت تحمل خطا را ارتقا می‌دهد. دستیابی به فضای ذخیره کارآمد با استفاده از این گام میانی به ایجاد روشی کم هزینه منجر می‌شود.

یانگ ژائو نائب رییس این شرکت چینی در بیانیه رسمی نوشته است: در اصل راه حلی که ما ارائه کردیم از لحاظ کوانتومی ایمن است و ترکیبی کارآمد بین فناوری‌های کوانتومی و رمزنگاری است. کلید‌های تولیدی توزیع کلید کوانتومی هم اطلاعات آپلود شده برای کاربران و همچنین انتقال داده برای گروه‌های ذخیره ابر را ایمن می‌کند.

این تیم همچنین بررسی کرد که آیا این رویکرد می‌تواند فراتر از انتقال داده استفاده شود و امنیت کوانتومی را برای ذخیره‌سازی داده‌ها ارائه دهد سیستم به همان اندازه خوب کار کند یا خیر. محققان پس از انجام یک سری آزمایشات مانند رمزگذاری/رمزگشایی، حفظ حیاتی و ذخیره داده‌ها، قبل از پذیرش نتایج، به این نتیجه رسیدند. ژائو افزود: «این نه تنها امنیت کوانتومی را به دست می‌آورد، بلکه در مقایسه با روش‌های آینه‌کاری سنتی یا روش‌های مبتنی بر اشتراک‌گذاری مخفی شامیر که معمولاً برای مدیریت توزیع داده‌های حساس استفاده می‌شود، در فضای ذخیره‌سازی نیز صرفه‌جویی می‌کند».

مهمتر از آن، این راه حل هم از نظر فناوری و هم از منظر مهندسی امکان پذیر است و استاندارد‌های کوانتومی و رمزنگاری را برای مقاومت در برابر چالش‌های محاسبات کوانتومی برآورده می‌کند. 
کامپیوتر‌های کوانتومی با توانایی محاسبه با سرعتی فراتر از سریع‌ترین کامپیوتر‌های امروزی، می‌توانند به سرعت وظیفه هک امن‌ترین مقصد‌ها و غلبه بر آن‌ها را بر عهده بگیرند. نیاز به راه حل امنیت سایبری در عصر کوانتوم هیچ گاه حیاتی‌تر از این نبوده است.