التشفير الآمن كميًا للمؤسسات: مقدمة

التشفير الآمن كميًا للمؤسسات: مقدمة يتم تسليط الضوء عليه من قبل BTW Media لأن الأدلة المنشورة تربطه بالبنية التحتية للإنترنت أو الحوكمة أو التبعيات التشغيلية أو وضوح السوق.

• التشفير الآمن كميًا يحمي بيانات المؤسسات من تهديدات فك التشفير الكمي المستقبلية.
• ضمان الوصول إلى الحوسبة الكمية يمكن المؤسسات من حماية المعلومات الحساسة على المدى الطويل.
• الأدوات التشفيرية المقاومة للكم تمكن المؤسسات من اعتماد تشفير آمن دون الحاجة إلى خبرة كمية.

كوانتوم (Quantum)، مصطلح فيزيائي يشير إلى أصغر كمية من الكيانات الفيزيائية المشاركة في تفاعل. أصل الكلمة من الصفة اللاتينية «quantus» بمعنى «كم»، وفقًا لويكيبيديا.الحوسبة الكمية، كما يشير الاسم، تسمح بوجود أكثر من حالتين في نفس الوقت. وهي تعتمد على «الكيوبت»، أي حالات متعددة في نفس الوقت، بينما الحوسبة التقليدية تعتمد على «البت»، الذي يمكن أن يكون 0 أو 1 (2، مضاء ومطفأ). تم اختراع الحوسبة الكمية في الجيل الخامس من الحواسيب، تحت ظاهرة ميكانيكا الكم. الحوسبة الكمية تؤدي المهام بشكل أسرع بكثير من الحوسبة التقليدية لأنها تنفذ معظم العمليات في وقت واحد.

وما هو التشفير؟ كما يمكن للأشخاص الذين تركوا وظيفة أن يلاحظوا، يمكنهم رؤية الرسالة التي تشير إلى «مشفر» تحت المحادثات السابقة مع زملائهم السابقين. التشفير هو طريقة أمنية مصممة للإفصاح عن المعلومات، تحمي الخصوصية بجعل البيانات بتنسيق غير قابل للقراءة، ولا يمكن الوصول إليه إلا من قبل المجموعات والأفراد المصرح لهم.

إليك فيديو لـ Abby Mitchell، المدافعة عن المطورين في IBM Quantum، تشرح التشفير الآمن كميًا ونوعين من التشفير: المتماثل وغير المتماثل.

فيالتشفير المتماثل، يتم استخدام نفس المفتاح للتشفير وفك التشفير. يتم مشاركة هذا المفتاح بين المرسل والمستقبل، ويجب أن يبقى سريًا. خوارزميات التشفير المتماثل الشائعة تشمل AES (معيار التشفير المتقدم) وDES (معيار تشفير البيانات) وBlowfish.

التشفير غير المتماثليستخدم مفتاحين مختلفين لكن مرتبطين رياضيًا: مفتاح عام ومفتاح خاص. المفتاح العام يتم مشاركته علنًا، بينما المفتاح الخاص يبقى سريًا. أمثلة مثل RSA (Rivest-Shamir-Adleman) وECC (تشفير المنحنى الإهليلجي) وDSA (خوارزمية التوقيع الرقمي).

يستخدم التشفير غير المتماثل لتبادل مفتاح التشفير المتماثل. بينما يقوم التشفير المتماثل بعد ذلك بتشفير البيانات الفعلية، مستفيدًا من سرعته.

اقرأ أيضًا:تقرير QED-C يحذر من تهديدات الأمن السيبراني في القطاع المالي

حماية بيانات المؤسسات

التشفير الآمن كميًا مصمم لحماية البيانات من القدرات المحتملة للحواسيب الكمية، التي من المتوقع أن تكون قوية بما يكفي لكسر خوارزميات التشفير التقليدية مثل RSA وECC. إليك كيف يحمي بيانات المؤسسات:

1.خوارزميات مقاومة للكم

يستخدم التشفير الآمن كميًا خوارزميات مقاومة لأنواع الهجمات التي من المتوقع أن تكون الحواسيب الكمية قادرة على تنفيذها، مثل خوارزمية Shor، القادرة على تحليل الأعداد الكبيرة بكفاءة. تعتمد هذه الخوارزميات على مسائل رياضية صعبة تجد الحواسيب الكمية صعوبة في حلها، مثل التشفير القائم على الشبكات، والتشفير القائم على التجزئة، والتشفير متعدد الحدود متعدد المتغيرات، والتشفير القائم على الرموز.

2.التشفير الطبقي والهجين

للتحضير للانتقال إلى معايير آمنة كميًا، يمكن للمؤسسات اعتماد نهج طبقي يجمع بين طرق التشفير التقليدية والآمنة كميًا، المعروف باسم التشفير الهجين. هذه الحماية المزدوجة تضمن بقاء البيانات آمنة الآن وفي المستقبل، حتى لو تحققت التهديدات الكمية في وقت أبكر من المتوقع.

3.سلامة البيانات على المدى الطويل

التشفير الآمن كميًا ذو قيمة خاصة للبيانات التي يجب الاحتفاظ بها على المدى الطويل، مثل السجلات الشخصية والوثائق القانونية والمعلومات التجارية السرية. من خلال اعتماد خوارزميات آمنة كميًا، يمكن للمؤسسات ضمان عدم فك تشفير بياناتها المخزنة والمؤرشفة بأثر رجعي بواسطة الحواسيب الكمية.

«تفتح الحوسبة الكمية إمكانيات جديدة مثيرة؛ ومع ذلك، تشمل عواقب هذه التكنولوجيا الجديدة تهديدات للمعايير التشفيرية الحالية التي تضمن سرية وسلامة البيانات وتدعم عناصر رئيسية لأمن الشبكات.»

Cybersecurity & Infrastructure Security Agency

اختبار

أي من العناصر التالية هو مثال على التشفير غير المتماثل؟

A. RSA (Rivest-Shamir-Adleman)

B. Blowfish

C. AES (معيار التشفير المتقدم)

D. DES (معيار تشفير البيانات)

الإجابة موجودة في نهاية هذه المقالة.

التشفير الآمن كميًا للمؤسسات يهدف إلى حماية البيانات والاتصالات من التهديدات المحتملة لفك التشفير التي تشكلها الحواسيب الكمية. مع تقدم التكنولوجيا الكمية، قد تتمكن نظريًا من كسر طرق التشفير التقليدية، مما يعرض البيانات الحساسة للمؤسسات للخطر.

فهم التهديدات الكمية

يمكن للحواسيب الكمية بسهولة كسر RSA (Rivest-Shamir-Adleman) وECC (تشفير المنحنى الإهليلجي)، اثنتان من أكثر طرق التشفير استخدامًا، من خلال حل أسسها الرياضية بكفاءة. الحواسيب الكمية التي تستخدمخوارزمية Shorيمكنها تحليل الأعداد الكبيرة بشكل أسرع أضعافًا مضاعفة، مما يبرز ضعف الخوارزميات التقليدية مثل RSA.

اقرأ أيضًا:الاحتفال بشهر التوعية بالأمن السيبراني لبناء مستقبل رقمي آمن

خوارزميات آمنة كميًا

تم تصميم الخوارزميات والبروتوكولات الآمنة كميًا لحماية البيانات من قدرات فك التشفير المتقدمة للحواسيب الكمية المستقبلية. مع تطور الحوسبة الكمية، قد تتمكن من كسر طرق التشفير التقليدية مثل RSA وECC المستخدمة على نطاق واسع اليوم. الخوارزميات الآمنة كميًا، والمعروفة أيضًا باسم التشفير ما بعد الكمي (PQC)، تعتمد على مسائل رياضية يصعب على الحواسيب الكمية حلها، مثل الخوارزميات القائمة على الشبكات والتجزئة والرموز ومتعددة الحدود متعددة المتغيرات.

التشفير القائم على الشبكات، على سبيل المثال، يعتمد على تعقيد حل هياكل الشبكات، مما يجعله خيارًا شائعًا للتشفير وتبادل المفاتيح. التشفير القائم على الرموز، مثلنظام تشفير McEliece، يوفر مرونة باستخدام رموز تصحيح الأخطاء المعقدة، على الرغم من أنه يتطلب أحجام مفاتيح أكبر. التشفير القائم على التجزئة هو نهج آخر، مستفيدًا من صعوبة عكس دوال التجزئة الآمنة، ويوفر توقيعات رقمية قوية. التشفير متعدد الحدود متعدد المتغيرات، من ناحية أخرى، يعتمد على صعوبة حساب حل مجموعات كبيرة من المعادلات متعددة الحدود، مما يوفر طريقًا واعدًا للمصادقة الآمنة.

تتبنى العديد من المنظمات نماذج تشفير هجينة، تجمع بين الخوارزميات التقليدية والآمنة كميًا لضمان الأمان أثناء الانتقال إلى الأنظمة ما بعد الكمية. تستفيد هذه النماذج الهجينة من التشفير الحالي إلى جانب خوارزميات مقاومة للكم، مما يخلق نهج أمان طبقي فعال فوريًا مع توقع التهديدات الكمية المستقبلية.

آفاق مستقبلية

بالإضافة إلى هذه الخوارزميات، من الضروري تطوير أنظمة مرنة تشفيريًا، تسمح للمؤسسات بتحديث بروتوكولات التشفير مع وضع معايير جديدة آمنة كميًا. بينما يعمل NIST والمنظمات العالمية على توحيد الخوارزميات الآمنة كميًا، تُشجع المؤسسات على البدء في انتقالها إلى هذه الخوارزميات الآن، لحماية البيانات الحساسة من هجمات محتملة من نوع «اجمع الآن، افك التشفير لاحقًا» حيث يتم جمع البيانات المشفرة اليوم لفك تشفيرها مستقبلًا باستخدام التكنولوجيا الكمية.

اعتماد التشفير الآمن كميًا الآن هو خطوة استباقية للمؤسسات لحماية بياناتها في مستقبل كمي. باستخدام خوارزميات مقاومة للكم، وتنفيذ التشفير الهجين، واتباع إرشادات NIST، يمكن للمؤسسات تأمين بياناتها وقنوات اتصالها ضد التهديدات الكمية الحالية والناشئة.