Mae'r chwyldro cwantwm yn ysgwyd sylfeini seiberddiogelwch

Adrian EspallargasDILYN

Cyfrifiadura cwantwm yw un o'r heriau mwyaf sy'n wynebu seiberddiogelwch. Nid yw'n broblem uniongyrchol, ond mae datblygiad uwchgyfrifiaduron cwantwm mewn cyfnod cychwynnol, ond mewn 10-20 mlynedd gallai fod peiriannau o'r math hwn a allai, mewn mater o segmentau, dorri'r tanio a gynhyrchir gan algorithmau traddodiadol. "Gallai cyfrifiadura cwantwm ddatrys problem fathemategol mewn 200 eiliad y mae cyfrifiadur clasurol yn 10.000 o flynyddoedd oed," esboniodd Ahmed Banafa, athro yn yr adran beirianneg ym Mhrifysgol Talaith San Jose Prifysgol America.

Mae paratoi ar gyfer effaith y patrwm newydd hwn yn y dyfodol yn flaenoriaeth hollbwysig i lywodraethau a busnesau a all arbed cyfrinachedd gwybodaeth sensitif.

Am y rheswm hwn, gallai blaenswm y cyfrifiad cwantwm gynhyrchu buddsoddiad o rhwng 40.000 a 80.000 miliwn o ddoleri i ddatgelu cymwysiadau cryptograffig sy'n gallu gwrthsefyll ymosodiad un o'r uwchgyfrifiaduron hyn, yn ôl BCG.

"Bydd y cryptograffeg a ddefnyddir heddiw yn torri, dyna'r broblem fawr," meddai Víctor Canivell, cyd-sylfaenydd Qilimanjaro Quantum Tech, cychwyniad Sbaeneg sy'n datblygu cyfrifiaduron cwantwm. Bydd yn rhaid i sefydliadau sy'n gwneud defnydd helaeth o cryptograffeg fuddsoddi mewn nodi pa rai o'u rhaglenni i'w haddasu. “Y bygythiad yw peidio â pharatoi ein hunain ar gyfer y newid hwn a gallu parhau i gynnal ymylon diogelwch eang,” meddai Luis Saiz, pennaeth arloesi diogelwch BBVA. Mae yna nifer o ddamcaniaethau ar sut i ddatrys y broblem hon, ond ar hyn o bryd y ddau brif rai yw cryptograffeg ôl-cwantwm a dosbarthiad allwedd cwantwm (QKD). Mae ôl-cwantwm wedi arwain at greu algorithmau sy'n gwrthsefyll ymosodiadau cyfrifiadura cwantwm. Mewn ymgais i symud ymlaen yn y maes hwn, mae asiantaeth y llywodraeth NIST yn cynnal proses ymchwil gyflawn i ddewis safonau cryptograffig newydd a fydd yn gorfod gwrthsefyll systemau cyfrifiadurol cwantwm. Amcangyfrifodd Canivell y bydd y safonau hyn yn cael eu cyhoeddi yn ystod y 18 mis nesaf.

Yn y cyfamser, mae QKD yn system gyfathrebu ddiogel sy'n defnyddio cydrannau cyfrifiadurol mecanyddol i bontio anfon negeseuon rhwng dau barti heb i'r cynnwys gael ei ryng-gipio gan gyfrifiadur cwantwm. Ond, yn ogystal, mae ganddo'r gallu i ganfod a oes unrhyw ymyrraeth yn y trosglwyddiad a bod y neges yn cael ei hysbïo. “Er mwyn hwyluso canfod ymosodiadau posibl, gall sefydliadau fabwysiadu i esblygu eu strategaeth ddiogelwch tuag at ddull ataliol a rhagweithiol,” meddai Saiz, o BBVA.

Mae NIST hefyd yn arwain datblygiad systemau QKD. Fodd bynnag, mae Tsieina yn dechrau rôl bwysig yn y maes hwn, ar ôl dangos bod ganddi rwydwaith cyfathrebu sefydlog yn seiliedig ar QKD sy'n cwmpasu mwy na 4.600 km, y mwyaf a mwyaf modern sy'n bodoli. Y sectorau ariannol a llywodraeth fydd y cyntaf i gymhwyso cryptograffeg cwantwm i sicrhau eu cyfathrebiadau, yn ôl arbenigwyr. Fodd bynnag, nid yw hyn yn digwydd ar unwaith. “Mae llawer o heriau i’w goresgyn o hyd. Ar lefel fasnachol, nid oes unrhyw gyfrifiaduron meintiol ar werth, dim personél technegol ar gyfer eu cynnal a chadw, a dim meddalwedd sydd ar gael, ”meddai Banafa, a amcangyfrifodd ein bod rhwng 7 a 10 mlynedd i ffwrdd o ymddangosiad datrysiad cryptograffeg meintiol masnachol sy'n yn dod ar gael yn eang Ym marn arbenigwyr, mae diffyg cyfrifiadura meintiol yn mynd law yn llaw â thueddiadau technolegol fel 'blockchain', deallusrwydd artiffisial, rhyngrwyd pethau a seiberddiogelwch. O fewn y grŵp hwn, ni fydd technolegau 'blockchain' fel Bitcoin neu Ethereum, sydd â phensaernïaeth ddiogel yn seiliedig ar cryptograffeg ddosbarthedig, yn cyfateb i gyfrifiadura cwantwm ychwaith. Felly bydd yn rhaid iddynt hefyd addasu i systemau ôl-cwantwm, esboniodd Qilimanjaro's Canivell.

Felly, yn union fel busnesau a llywodraethau, mae cadwyni bloc hefyd wedi addasu i systemau ôl-cwantwm. Mae Canivell yn credu bod ganddo gyfle gwych i gwmnïau seiberddiogelwch sy'n arbenigo mewn helpu menter fawr i drosglwyddo i amddiffyn ei hun rhag effeithiau cyfrifiadura cwantwm, segment marchnad eginol y disgwylir iddo dyfu yn y blynyddoedd i ddod. "Ni fydd yn rhaid i'r dinesydd na'r busnesau bach a chanolig wneud unrhyw beth, ychydig ar y tro y cynhyrchion a fydd yn defnyddio'r swyddogaethau newydd hyn", daeth Saiz i'r casgliad am yr addasiad i cryptograffeg cwantwm.

ras am oruchafiaeth

Mae'r pwerau mawr yn cymryd rhan mewn ras i gyflawni goruchafiaeth cwantwm, sy'n cynnwys bod y cyntaf i gael yr uwchgyfrifiaduron hyn. Y ddwy wlad flaenllaw yw'r Unol Daleithiau a Tsieina, gyda 1.096 a 384 o batentau mewn cyfrifiadura cwantwm rhwng 2011 a 2020, yn ôl data gan y sefydliad QED-C. Mae cewri Americanaidd fel Google, Microsoft ac IBM yn ymwneud â'r sector, tra bod gan Tsieina rwydwaith dosbarthu allweddi cwantwm 4.600-cilometr, y mwyaf yn y byd.