يحمل مستقبل الحوسبة الكمية إمكانات هائلة ويعد بإحداث ثورة في مختلف المجالات ، من البحث العلمي إلى التشفير والذكاء الاصطناعي. مع تقدم التكنولوجيا ، يمكننا أن نتوقع أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية أكثر قوة وكفاءة وفي متناول اليد. تشكل الحوسبة الكمية تهديداً كبيراً لخوارزميات التشفير الحالية المستخدمة على نطاق واسع لتأمين المعلومات الحساسة المنقولة عبر الشبكات أو المخزنة في قواعد البيانات. يمكن لقوة معالجة أجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تجعل التشفير عرضة للخطر عبر كسر الخوارزميات.
تتمثل إحدى أهم مزايا الحوسبة الكمومية في قدرتها على إجراء حسابات معقدة بسرعة غير مسبوقة. تستخدم أجهزة الكمبيوتر التقليدية وحدات البت التي تمثل إما 0 أو 1. بينما تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية الكيوبتات التي يمكن أن توجد في حالات متعددة في وقت واحد. تسمح هذه الخاصية ، المعروفة باسم التراكب ، لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بمعالجة كميات هائلة من المعلومات في وقت واحد. يؤدي ذلك إلى قوة حسابية أسية. ستستفيد صناعات مثل الخدمات اللوجستية والتمويل واكتشاف الأدوية بشكل كبير من هذه القدرة. ستعمل الخوارزميات الكمية على تحسين النمذجة المالية لتقييم المخاطر، وعمليات اكتشاف الأدوية عن طريق محاكاة التفاعلات الجزيئية.
الثقة – مستقبل الحوسبة الكمية
يثق الناس في التكنولوجيا للحفاظ على أمان بياناتهم. رسائل البريد الإلكتروني وتطبيقات المراسلة والخدمات المصرفية عبر الانترنت. جزء كبير من هذه الثقة وراءه جندي مجهول هو المفتاح العام public-key المستخدم لإنشاء قنوات اتصال آمنة وحماية البيانات الحساسة. مكانة المفتاح العمومي مهددة اليوم. سبب التهديد هو ظهور أجهزة الكمبيوتر الكموميةالقادرة على القيام بمهام معالجة قد تؤدي لكسر الحماية. سيؤدي ذلك إلى القضاء على الثقة والأمان اللذين تُبنى عليهما التكنولوجيا الحالية.
يعد مستقبل الحوسبة الكمية جزءاً من مشهد التهديدات الأمنية المتطور باستمرار الذي تعمل الشركات الكبرى على مواجهته. في هذا الإطار، تتعاون فودافون مع شركاء التكنولوجيا ومنها Sandbox AQ لاستكشاف الدفاعات التي تمكنهم من مواجهة سطوة الحوسبة الكمومية لحماية أنفسهم و عملاءهم ولحكومات والمجتمع ككل من أي تهديد مستقبلي.
الهدف من هذه الجهود هو الانتقال إلى عالم آمن كمومي. تعمل فودافون على استكشاف وتجريب خوارزميات جديدة لتوفير الحماية لعملائها ضد المهاجمين المحتملين الذين يتمتعون بقدرات كمومية في المستقبل.
سعت فودافون لإجراء اختبار POC لشبكة افتراضية خاصة VPN آمنة كمياً. تمكن تلك الشبكة الموظفين و العملاء من الوصول بأمان إلى أنظمة الشركة عبر أجهزتهم. تم إجراء الاختبار باستخدام الهواتف الذكية القياسية ، المتصلة بشبكة VPN. تم تعديل هذه الهواتف بواسطة SandboxAQ وباستخدام خوارزميات التشفير من NIST. سمح ذلك بتقييم أحدث معايير NIST في سيناريو اتصالات حقيقي.
الاستعداد للمستقبل
تتبنى الحكومات معايير NIST كجزء من تخطيطها للتخفيف من المخاطر المحتملة التي تشكلها الحوسبة الكمومية . أحد هذه المخاطر هو SNDL. في هذا النوع من الهجمات يسرق مجرمو الانترنت البيانات المشفرة الأن حتى يتمكنوا من فك تشفيرها في المستقبل عند تمكنهم من ذلك باستخدام جهاز كمبيوتر كمي. على الرغم من اعتقاد البعض أن هناك بضع سنوات تفصلنا عن اليوم الذي يوظف فيه مجرمو الانترنت أجهزة الكمبيوتر الكمومية لكسر التشفير إلا أن التهديد موجود بالفعل اليوم.
وفقاً لبعض التقارير عبر الانترنت، قد يكون أولئك المجرمون بدؤوا بالفعل في جمع البيانات تحسباً لثورة الحوسبة الكمومية. لكن، على الرغم من عدم وجود دليل قوي على أن البيانات الحساسة المعمرة ، مثل السجلات الحكومية والملكية الفكرية للشركات وحتى البيانات البيولوجية الفردية ، قد تكون معرضة بالفعل للخطر ، فإن Vodafone تفترض أن ذلك يحدث فعلاً. و لذلك بدأت اختبار التشفير الجديد المقاوم للحوسبة الكمومية بالشراكة مع اللاعبين الرئيسيين في الصناعة .
لن يحمي هذا الجهد البيانات الضعيفة التي ربما تم تجميعها وتخزينها بالفعل لفك التشفير في المستقبل. لكن فودافون تؤمن باتخاذ الخطوات اللازمة الأن للتخفيف من أكبر قدر ممكن من المخاطر في المستقبل. الهدف الرئيس لأي شركة تهتم بمستقبلها هو تهجير البيانات الأن بطريقة منظمة إلى خوارزميات تشفير ما بعد الكم (PQC) المناسبة لحماية العملاء والحكومات والمجتمع من هجمات SNDL المستقبلية.
المخاطر على مستقبل الحوسبة الكمية
إن تشفير ما بعد الكم (PQC) والطرق الجديدة لتوفير الأمان الكمي هو نتيجة جهود عالمية في تطوير استراتيجيات على مستوى الصناعة والتخطيط لمواجهة التهديد الكمي. كان أحد المخرجات الأولى لهذا الجهد هو مناقشة التهديد الكمي بشكل محكم و تحديد أثره على شركات الاتصالات ومنها فودافون.
تستكشف فودافون خصائص أداء خوارزميات ما بعد الكم. يمكن أن يكون للأنواع المختلفة من تشفير ما بعد الكم (PQC) خصائص أداء مختلفة قد تؤثر على عمليات الاتصالات الحالية مثل المكالمات الصوتية أو تصفح الويب والبنية التحتية للاتصالات.
تعاونت Vodafone مع SandboxAQ لتقييم تأثير خوارزميات PQC على خدمة الاتصالات الرئيسية دون تأثر العملاء بذلك. خلال المشروع ، أنشأت Vodafone أول شبكة خاصة افتراضية VPN آمنة كمومياً على الإطلاق ، باستخدام تقنية جديدة وبرمجيات SandboxAQ حيث أجرى مهندسو فودافون سلسلة من التجارب لاختبار سيناريوهات تحاكي متطلبات الأعمال الحالية و المستقبلية.
تم اختبار تأثير تشفير ما بعد الكم على أنشطة متعددة ومنها تصفح الويب ، واستخدام الوسائط الاجتماعية وتطبيقات الدردشة ، وبث الفيديو والصوت ، وألعاب الموبايل باستخدام الهواتف المحمولة التي تدعم PQC ، مما يساعد على اختبار أداء الشبكة وتقييم تجربة المستخدم UX.
رؤية أكثر دقة لمستقبل الحوسبة الكمية
تم اختبار خوارزميات PQC المتعددة ، وكشف نقاط القوة والضعف في PQC . تضمنت الاختبارات أفضل خوارزميات PQC التي تم اختيارها من قبل (NIST) وتوظيفها بشكل جيد في الاتصالات. وكان لهذه الخوارزميات تأثير ضئيل نسبياً على جودة الخدمة لمستخدمي الهواتف الذكية وخدمات النطاق العريض Broadband . تدعم النتائج استخدام خوارزميات الهجينة الكلاسيكية / PQC لعمليات الأمان التي تستخدم تبادل مفاتيح التشفير ، والحماية من هجمات SNDL وتوفير رؤى مفيدة حول تنفيذ خوارزميات PQC في البنية التحتية للاتصالات السلكية واللاسلكية الحيوية.
يتم النظر في مجموعة ثانية من خوارزميات PQC ، وبالتحديد للتوقيعات الرقمية ، من قبل NIST في عملية جديدة بدأت الشهر الماضي. توضح نتائج مشروع Vodafone و SandboxAQ أنه ، في غضون ذلك ، يمكن استخدام خوارزميات التوقيع الرقمي التقليدية بالتنسيق مع آليات تبادل المفاتيح الهجينة في VPN لضمان الحماية ضد هجوم SNDL.
يوفر التشفير اللاحق الكمي الحماية ضد التهديدات الكمية مثل SNDL والهجمات المستقبلية على التشفير المستخدم لتأمين العديد من أنواع الاتصال. ومع ذلك ، فإن الانتقال إلى تنفيذ PQC سيستغرق وقتاً وموارد. لذلك من المهم للجميع البدء الأن.
كلمة أخيرة
مكّن الانتشار الواسع شركة فودافون من الاستفادة من التعاون العالمي ومشاركة التكنولوجيا والخبرة العميقة في مواجهة التهديدات الناشئة. علاوة على ذلك ، تحتل الشركة موقعاً استراتيجياً في عملية توظيف التقنيات الكمومية ، بما في ذلك تحسين الشبكة ، وكفاءة الطاقة ، وخفض التكلفة ، وتحسين الاتصال لعملائها. يرى روبودين أن ذلك لا يعفي أي مؤسسة ،مهما كان حجمها و نوع أعمالها، من واجباتها في الاستثمار في الحوسبة الكمومية و كذلك في فهم الفرص و المخاطر المرتبطة بهذه التقنية و مدى تأثيرها الحالي و المستقبلي على أعمالها.
