- Квантовые вычисления несут угрозу криптографии
- Главное – защитить открытые ключи
- Что такое квантовые вычисления и почему в них видят угрозу?
Агентство по кибербезопасности и защите инфраструктуры США (CISA) провело исследование безопасности технологий шифрования в крипто пространстве. Согласно выводу, квантовые вычисления несут прямую угрозу существующей системе кибербезопасности, так как квантовые компьютеры могут достигнуть мощностей, достаточных для взлома открытых ключей.
Квантовые вычисления несут угрозу криптографии
Национальные государства и частные компании активно используют возможности квантовых компьютеров. Квантовые вычисления открывают новые захватывающие возможности, однако последствия этой новой технологии включают угрозы для существующих криптографических стандартов.
Задача стандартов обеспечить конфиденциальность и целостность данных, а также поддерживать ключевые элементы сетевой безопасности. И хотя технологии квантовых вычислений, способной взломать открытый ключ алгоритмов шифрования, пока не существует, правительство и объекты критической инфраструктуры — включая как государственные, так и частные организации — должны работать вместе, чтобы подготовиться к новому постквантовому криптографическому стандарту для защиты от будущих угроз.
В марте 2021 года министр внутренней безопасности США Алехандро Н. Майоркас изложил свое видение устойчивости к кибербезопасности и определил переход к постквантовому шифрованию в качестве приоритета. Правительство и организации критической инфраструктуры должны предпринять скоординированные подготовительные действия уже сейчас, чтобы обеспечить плавную миграцию в новый постквантовый криптографический стандарт, который Национальный институт стандартов и технологий (NIST) опубликует в 2024 году.
Первое, что предстоит сделать – проверить степень защиты уязвимых систем критической инфраструктуры по 55 критически важным функциям (NCFs). Для каждой из них существуют собственные риски.
Главное – защитить открытые ключи
Все цифровые коммуникации — электронная почта, онлайн—банкинг, онлайн-обмен сообщениями и т.д., основаны на шифровании данных, встроенном в устройства и приложения, используемые для передачи и хранения данных. Это шифрование основано на математических функциях, которые защищают информацию от подделки или шпионажа.
При шифровании с открытым ключом (асимметричное шифрование) математические функции полагаются на криптографические ключи для шифрования данных и аутентификации отправителя и получателя.
Шифрование с открытым ключом требует, чтобы в каждом сообщении использовались два отдельных, но связанных ключа (один называется открытым ключом, а другой — закрытым ключом) для защиты данных. Отправитель и получатель данных не делятся своими закрытыми ключами, в то время как открытыми ключами можно делиться без снижения уровня безопасности.
Отправитель использует открытый ключ получателя для шифрования сообщения, а получатель использует свой закрытый ключ для расшифровки сообщения. Чтобы ответить, получатель выполнит ту же процедуру. Аналогичным образом устроены и цифровые подписи.
Все организации регулярно используют ассиметричную криптографию для безопасной отправки электронных писем, проверки цифровых подписей, защиты конфиденциальных данных и пользовательской информации в Интернете.
Когда квантовые компьютеры достигнут более высоких уровней вычислительной мощности и скорости, они будут способны взламывать алгоритмы ассиметричного шифрования, угрожая безопасности деловых транзакций, защищенных коммуникаций, цифровых подписей и информации о клиентах.
Что такое квантовые вычисления и почему в них видят угрозу?
Квантовые компьютеры используют свойства квантовой физики для получения вычислительных возможностей, которые отличаются и, в некоторых отношениях, намного превосходят возможности классических компьютеров. Используя квантовую механику, квантовые компьютеры используют кубиты, или «квантовые биты», а не двоичные биты, для достижения большей вычислительной мощности и скорости.
Алгоритмы, лежащие в основе современных стандартов шифрования, основаны на решении математических задач, которые классические компьютеры не могут решать в разумные сроки. Из-за их дороговизны и физических размеров квантовые компьютеры, способные взламывать алгоритмы шифрования, скорее всего, сначала будут разработаны для использования технологическими компаниями, исследовательскими институтами или национальными государствами. В руках противников сложные квантовые компьютеры могут угрожать национальной безопасности государств. В связи с этим CISA призывает руководителей организаций и правительство США уже сейчас начинать подготовку к переходу на новые стандарты безопасности.
