ההשפעה של מחשוב קוונטי על פרוטוקולי אבטחה Pki

מחשוב קוונטי הוא כבר לא מושג תיאורטי רחוק - הוא מתקדם במהירות, עם חברות טכנולוגיה גדולות ומוסדות מחקר מתקדמים ממשית לעבר מכונות קוונטיות סקאניות בר-קיימא. בעוד מחשבים קוונטים מבטיחים פריצות דרך בגילוי תרופות, חומרים מדע ואופטימיזציה, הם גם מהווים איום עמוק על היסודות ההצפנה כי תחת בסיס של אבטחת מידע דיגיטלית (PKI) פרוטוקולים אבטחה, שהם עמוד השדרה של תקשורת מקוונת מאובטחת, במיוחד הם פגיעים בעולם הפונקציונלי של מנגנוני אבטחה דיגיטליים מדויקים ואבטחתיים של אבטחה מדויקים, אשר יכולים לנקוט את כל אמצעי אבטחה פוסט-אטומיים של אבטחה רלוונטיים של אבטחה.

הבנה של PKI וקרן הקריפטוגרפיים שלה

תשתיות מפתח ציבוריות (PKI) היא מסגרת מקיפה של מדיניות, נהלים וטכנולוגיות המאפשרות לקידוד, ניהול וביטול של תעודות דיגיטליות.תעודות אלה מבססות מפתחות ציבוריים זהויות ומשמשות לאותנטיות של משתמשים, מכשירים ושירותים תוך כדי צפיפה נתונים במעבר.בלב PKI הם אלגוריתמים קריפטוגרפיים מראש - ספציפית RSA (Rive-ShaAdle) ו-CC (אשר מבטיח אבטחה חשאית) ללא אבטחה חשאית (limate Security) סודיות) שני הצדדים (limate Security) ללא אבטחה).

תפקיד RSA ו- ECC

אבטחת RSA מסתמכת על הקושי של מספר מורכב גדול.מפתח RSA מאובטח (למשל, 2048 או 4096 ביטים) הוא בעל יכולת חישובית למחשב קלאסי לגורם בכל מסגרת זמן סבירה. ECC, לעומת זאת, מסתמכת על בעיית ה-Darithm הדיסקרטית על עקומות אלפטיות, שנחשבת גם קשה לאלגוריתמים קלאסיים.

האיום הקוונטי: אלגורית'ם של שאור ומעבר לו

הסכנה שמחשוב קוונטי מהווה את PKI נובע מאלגוריתם ספציפי שהתגלה על ידי מתמטיקאי פיטר שאור ב-1994. אלגוריתם של שאור יכול לפתור ביעילות את בעיית האופטימיזציה של ה-Integer ואת בעיית הגלאריתאם הדיסקרטית - הבעיות ש-RSA ו- ECC מסתמכות על אבטחה.על מחשב קוונטי גדול מספיק, חסר סובלנות, אלגוריתם של שאור יאפשר התקפה כדי להפיק ממפתח פרטי בזמן ההצפנה, בזמן אבטחה סודי לחלוטין.

איך ה-Algorithm Breaks RSA

כדי לשבור מפתח 2048 סיביות RSA, מחשב קוונטי יהיה צריך בערך 4000 נקודות מקבילות עם תיקון שגיאות, יחד עם מיליוני נקודות פיזיות כדי ליישם קודים תיקון שגיאות. מעבדים קוונטיים הנוכחיים יש פחות מכמה מאות נקודות פיזיות, אבל מפת הדרכים מציעה כי מכונות רלוונטיות קריפטוגרפיים יכול להגיע בתוך 10-15 השנים הבאות.

גרוב'ואטרם ו-Sammetric Cryptography

בעוד האלגוריתם של שאור הוא האיום העיקרי על קריפטוגרפיה סימטרית, האלגוריתם של גרובר מספק מהירות קוואדרטית עבור חיפושים חזקים כוח, זה משפיע על אלגוריתמים מרכזיים סימטריים כמו AES על ידי שאיפת רמת האבטחה היעילה - מפתח 128 סיביות AES יציע רק 64 סיביות של אבטחה נגד קידוד קוונטי.

השלכות אמיתיות בעולם עבור מערכות PKI

ההשלכות של התקפות קוונטיות על PKI אינן מוגבלות לסיכונים התיאורטיים.אם מחשב קוונטי הופך זמין, התרחישים הבאים הופכים להיות סבירים ומפחידים.

גילוי של תקשורת העבר

התוקף יכול להקליט תנועה מוצפנת היום ולאחסן אותה לקריפטציה מאוחרת יותר כאשר מחשב קוונטי הופך זמין.זה "הארב עכשיו, פענוח מאוחר יותר" אסטרטגיה מאיימת על סודיות הנתונים שחייב להישאר חשאיים במשך עשרות שנים, כגון מידע מסווג, רכוש אינטלקטואלי או רשומות בריאות אישיות. ארגונים שמבוססים על אבטחה לטווח ארוך, חייבים כבר לשקול הצפנה של נתונים רגישים במעבר ובמנוחה.

חתימה דיגיטלית

חתימות דיגיטליות משמשות לאמת את האותנטיות של עדכוני תוכנה, קושחה, חוזים דיגיטליים ומסמכים זהים. תוקף קוונטי יכול ליזום חתימות על ידי מניעת מפתח החתימה הפרטי מהמפתח הציבורי, המאפשר להם להפיץ קוד זדוני חתום עם תעודה לגיטימית, לבודד משתמשים או לשנות הסכמים משפטיים.זה פוגע בשרשרת האמון הכוללת PKI.

מודל נאמנות

מודל האמון של Web PKI מתבסס על רשויות האישורים (CAs) המוציא תעודות דיגיטליות עבור אתרי אינטרנט.אם מפתח החתימה של CA נפגע באמצעות התקפה קוונטית, ספאם יכול להנפיק תעודות הונאה לכל תחום, המאפשר התקפות חד-אדם בקנה מידה עצום.

מתכוננים לעתיד קוונטי

ההכרה באיום, הקהילה ההצפנה וגופים לסטנדרטים פועלים באופן פעיל לפיתוח ולתקן קריפטוגרפיה לאחר-quantum (PQC) – אגואטרים המאובטחים הן נגד מחשבים קלאסיים ו קוונטיים.המעבר ל-PQC הוא מאמץ רב שנתי הדורש תכנון קפדני וביצוע.

NIST Post-Quantum Cryptography Standardization

המכון הלאומי של התקנים וטכנולוגיה (NIST) מוביל מאמץ עולמי לבחור אלגוריתמים קוונטיים עמידים על ידי קוונטים (נכון ל-2024, NIST בחרה ארבעה אלגוריתמים סופיים לתקינה: CRYSTALS-Kyber (למסד מפתח) ו- CRYSTALS-Dilithium, FALCON ו-SPHIN+ (לחתימות דיגיטליות אלה מבוססות על אלגוריתמים מתמטיים ו-FLTN) אשר גם על אלגוריתמים מתמטיים ו-DLT-DLT-DLT-DLTN.

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(ה) משפחות עיקריות של PQC כוללות: FLT:0lattice מבוסס CryptographyFreaLT:1, אשר מסתמכות על קשיחות של למידה עם שגיאות (LWE) ומשמשת הן Kyber והן דיליאויום; יש צורך ב-FLT:2code- Cryptographys 3FLT, אשר הוצע במקור על ידי רוברט מקאליס ועל סמך קודים תיקון, עם תכונות אבטחה גדולות יותר, אך משוואות אבטחה: 4.

גישות היברידיות ואסטרטגיות הגירה

מכיוון שאלגוריתמים PQC חדשים ועדיין לא חשופים, מומחי אבטחה רבים ממליצים על גישה מעשית:0hybrid (FLT:1) בתקופת המעבר: לשלב אלגוריתם קלאסי (למשל, ECDH) עם אלגוריתם PQC בחילופי מפתח יחיד או תוכנית חתימה.

מסקנה

מחשוב קוונטי הוא על מסלול כי בסופו של דבר לשבור את האבטחה ההצפנה של RSA ו- ECC, האלגוריתמים העיקריים של PKI של היום, בעוד הגעת מחשב קוונטי לא סובלני שיכול להפעיל את האלגוריתם של שאור עדיין יכול להגיע עשור משם, הזמן להתכונן הוא עכשיו אלגוריתמים מאובטחים של זמן, אבל התקפות הצפנה של זמן קצר יותר מאיים על סודיות לטווח ארוך, המורכבות של מיליארדי הגירה, אשר מתחיל להבטיח את התקני זמן קריטיים, אך ורקמות, כי הם מתחילים להבטיח את התקני זמן קריטיים פוטנציאליים, אך ורק לאחר מכן, כי הם מציעים, לאחר מכן, כי הם מתקדמים, כי הם מתקדמים, כי הם מציעים, לאחר מכן, כי הם מציעים, כי הם מתקדמים, כי הם מציעים, לאחר מכן, כי הם מתקדמים, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, כיעדומי חירום, כי הם מציעים, לאחר מכן, כיעדומי חירום, כי הם מציעים, כי הם מציעים, כי הם חייבים להבטיח את התקני זמן בטוח, לאחר מכן, כיעדומי חירום מתקדמים, לאחר מכן, לאחר מכן, כיעדומי חירום מתקדמים, כי הם צריכים להיות בטוח, לאחר מכן, כיעדומי חירום מתקדמים, כי הם, כי הם לא יהיה, כיעדומי חירום מתקדמים,