- Квантово-безопасное шифрование защищает корпоративные данные от будущих угроз квантового дешифрования.
- Обеспечение доступности квантовых вычислений позволяет компаниям надолго защищать конфиденциальную информацию.
- Квантово-устойчивые криптографические инструменты позволяют компаниям внедрять безопасное шифрование без специальных знаний в области квантовых технологий.
Квант— физический термин, обозначающий минимальное количество физических сущностей, участвующих во взаимодействии. По данным Википедии, слово происходит от латинского прилагательного «quantus», означающего «сколько».Квантовые вычисления, как следует из названия, позволяют одновременно существовать более чем двум состояниям. Они основаны на «кубите», то есть на нескольких состояниях одновременно, тогда как обычные вычисления опираются на «бит», который может быть 0 или 1 (два состояния: включено и выключено). Квантовые вычисления появились в компьютерах пятого поколения на основе явлений квантовой механики. Они выполняют задачи гораздо быстрее обычных вычислений, поскольку большинство процессов осуществляется одновременно.
А что такое шифрование? Люди, уволившиеся с работы, могут заметить, что под перепиской с бывшими коллегами появляется пометка «зашифровано». Шифрование — это метод защиты информации: оно обеспечивает конфиденциальность, превращая данные в нечитаемый формат, доступный только уполномоченным группам и лицам.
Вот видео Эбби Митчелл, представителя разработчиков в IBM Quantum, объясняющее квантово-безопасное шифрование и два типа шифрования: симметричное и асимметричное.
Присимметричном шифрованиидля шифрования и дешифрования используется один и тот же ключ. Этот ключ известен отправителю и получателю и должен храниться в секрете. К распространённым алгоритмам симметричного шифрования относятся AES (Advanced Encryption Standard), DES (Data Encryption Standard) и Blowfish.
Асимметричное шифрованиеиспользует два различных, но математически связанных ключа: открытый и закрытый. Открытый ключ распространяется открыто, а закрытый хранится в секрете. Примеры: RSA (Rivest-Shamir-Adleman), ECC (криптография на эллиптических кривых) и DSA (Digital Signature Algorithm).
Асимметричное шифрование применяется для обмена ключом симметричного шифрования. Затем симметричное шифрование шифрует сами данные, используя своё преимущество в скорости.
Читайте также:Доклад QED-C предупреждает об угрозах кибербезопасности в финансовой сфере
Защита корпоративных данных
Квантово-безопасное шифрование предназначено для защиты данных от потенциальных возможностей квантовых компьютеров, которые, как ожидается, станут достаточно мощными, чтобы взломать классические алгоритмы шифрования, такие как RSA и ECC. Вот как оно защищает корпоративные данные:
1.Квантово-устойчивые алгоритмы
Квантово-безопасное шифрование использует алгоритмы, устойчивые к типам атак, которые, как ожидается, смогут выполнять квантовые компьютеры, например алгоритм Шора, способный эффективно раскладывать большие числа на множители. Такие алгоритмы опираются на сложные математические задачи, с которыми квантовые компьютеры справляются с трудом: криптографию на решётках, криптографию на хэш-функциях, многомерную полиномиальную криптографию и криптографию на кодах.
2.Многослойное и гибридное шифрование
Чтобы подготовиться к переходу на квантово-безопасные стандарты, компании могут применить многослойный подход, сочетающий классические и квантово-безопасные методы шифрования, — так называемое гибридное шифрование. Такая двойная защита гарантирует сохранность данных и сейчас, и в будущем, даже если квантовые угрозы материализуются раньше ожидаемого.
3.Долгосрочная целостность данных
Квантово-безопасное шифрование особенно ценно для данных, которые требуется хранить долго: личных дел, юридических документов и конфиденциальной коммерческой информации. Внедряя квантово-безопасные алгоритмы, компании могут гарантировать, что их хранящиеся и архивированные данные не будут задним числом расшифрованы квантовыми компьютерами.
«Квантовые вычисления открывают новые захватывающие возможности; однако последствия этой новой технологии включают угрозы для действующих криптографических стандартов, которые обеспечивают конфиденциальность и целостность данных и поддерживают ключевые элементы сетевой безопасности».
Cybersecurity & Infrastructure Security Agency
Викторина
Какой из перечисленных вариантов является примером асимметричного шифрования?
A. RSA (Rivest-Shamir-Adleman)
B. Blowfish
C. AES (Advanced Encryption Standard)
D. DES (Data Encryption Standard)
Ответ — в конце этой статьи.
Квантово-безопасное шифрование для предприятий призвано защищать данные и коммуникации от потенциальных угроз дешифрования, исходящих от квантовых компьютеров. По мере развития квантовых технологий они теоретически могут взломать традиционные методы шифрования, поставив под угрозу конфиденциальные данные компаний.
Понимание квантовых угроз
Квантовые компьютеры могли бы легко взломать RSA (Rivest-Shamir-Adleman) и ECC (криптографию на эллиптических кривых) — два наиболее распространённых метода шифрования, — эффективно решая их математические основы. Квантовые компьютеры, использующиеалгоритм Шора, могут раскладывать большие числа на множители экспоненциально быстрее, что подчёркивает уязвимость традиционных алгоритмов, таких как RSA.
Читайте также:Отмечаем месяц повышения осведомлённости о кибербезопасности, чтобы построить безопасное цифровое будущее
Квантово-безопасные алгоритмы
Квантово-безопасные алгоритмы и протоколы призваны защищать данные от продвинутых возможностей дешифрования будущих квантовых компьютеров. По мере развития квантовых вычислений они могут взломать традиционные методы шифрования, такие как RSA и ECC, которые широко используются сегодня. Квантово-безопасные алгоритмы, также называемые постквантовой криптографией (PQC), опираются на математические задачи, которые квантовым компьютерам трудно решить: алгоритмы на решётках, хэш-функциях, кодах и многомерных полиномах.
Криптография на решётках, например, опирается на сложность решения структур решёток, что делает её популярным выбором для шифрования и обмена ключами. Криптография на кодах, каккриптосистема Мак-Элиса, обеспечивает устойчивость за счёт сложных кодов с исправлением ошибок, хотя требует больших размеров ключей. Криптография на хэш-функциях — ещё один подход: он использует сложность обращения защищённых хэш-функций и обеспечивает надёжные цифровые подписи. Многомерная полиномиальная криптография, в свою очередь, основана на вычислительной сложности решения больших систем полиномиальных уравнений и предлагает перспективный путь к безопасной аутентификации.
Многие организации внедряют гибридные модели шифрования, сочетающие классические и квантово-безопасные алгоритмы для обеспечения безопасности в период перехода к постквантовым системам. Такие гибридные модели используют существующее шифрование наряду с квантово-устойчивыми алгоритмами, создавая многослойный подход к безопасности, который эффективен уже сейчас и учитывает будущие квантовые угрозы.
Перспективы на будущее
Помимо этих алгоритмов, крайне важно разрабатывать криптографически гибкие системы, позволяющие организациям обновлять протоколы шифрования по мере появления новых квантово-безопасных стандартов. Пока NIST и мировые организации работают над стандартизацией квантово-безопасных алгоритмов, компаниям рекомендуется уже сейчас начинать переход на такие алгоритмы, защищая тем самым конфиденциальные данные от возможных атак типа «собрать сейчас, расшифровать позже», когда зашифрованные данные собираются сегодня, чтобы в будущем расшифровать их с помощью квантовых технологий.
Внедрение квантово-безопасного шифрования уже сейчас — это упреждающий шаг для компаний, позволяющий защитить свои данные в квантовом будущем. Используя квантово-устойчивые алгоритмы, внедряя гибридное шифрование и следуя рекомендациям NIST, организации могут защитить свои данные и каналы связи от текущих и будущих квантовых угроз.