القائمة الرئيسية

الصفحات

الصين تقترب من الاتصالات المحمية تماماً من الاختراق

الصين تقترب من الاتصالات المحمية تماماً من الاختراق

الصين تقترب من الاتصالات المحمية تماماً من الاختراق
نجح فريق صيني للتو في إرسال مفتاح تشفير "سري" عبر الأقمار الصناعية بين محطتين أرضيتين تقعان على بعد 700 ميل تقريبًا.

قد تسأل ، لماذا هذه الأخبار مهمة؟

يرجع الأمر إلى مفهوم الفيزيائيين يسمونه التشابك الكمي. وبتطبيقها ، يبدو أن العلماء الصينيين قد أقاموا أول ارتباط غير قابل للكسر بين القمر الصناعي ووحدات التحكم الأرضية الخاصة به. إنه يثير إمكانية وجود شبكة اتصالات عالمية آمنة "100٪" من الناحية النظرية ، مما يجعل الصين في مقعد القيادة في تطورها.

إليك ملخص لما يعنيه كل هذا - ولماذا يجب على عشاق الأمن الإلكتروني الاهتمام بالأمر.

خلفية الموضوع: الحوسبة الكمومية باختصار
  • تعتمد جميع أجهزة الكمبيوتر على القدرة على تخزين المعلومات ومعالجتها.
  • تتعامل أجهزة الكمبيوتر التي نستخدمها جميعًا الآن مع البتات الفردية ، وهي في الأساس مفاتيح ثنائية: إما أن تكون في وضع إيقاف التشغيل (0) ، أو في وضع التشغيل (1).
  • وبدلاً من البتات ، تتعامل أجهزة الكمبيوتر الكمومية مع البيانات عبر وحدات الكوبتات. بالإضافة إلى كونها قيد التشغيل أو الإيقاف ، يمكن أن تكون الكوبتات أيضًا في "تراكب" ، حيث يتم تشغيلها وإيقافها في نفس الوقت ، أو في مكان آخر في الطيف بين الدولتين.
  • إذا تم توجيه جهاز كمبيوتر قياسي للعثور على حل صحيح من بدائل متعددة ، فسيستكشف عمومًا كل خيار على حدة ، حتى يتم اكتشاف الخيار الصحيح. أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على النظر في كل خيار في وقت واحد.
  • حتى مقارنة بأقوى الحواسيب الفائقة اليوم ، فإن الحوسبة الكمومية تفتح إمكانية معالجة أسرع بكثير ، وقدرات حل المشكلات المعززة بشكل كبير ، بما في ذلك القدرة على تحليل عدم اليقين.
  • قد تتيح الحوسبة الكمومية التسارع السريع لتطور الذكاء الاصطناعي. كما يمكن أن يسمح للمطورين بمحاكاة سيناريوهات معقدة وغير مؤكدة. وتشمل الاستخدامات الممكنة اكتساب فهم أفضل لعلم الأمراض والتنبؤ بسلوك الناس والأسواق.
  • حتى الآن ، تقدمت النظريات المحيطة بأجهزة الكمبيوتر الكمومية أبعد من الأجهزة الفعلية. تشارك الشركات (مثل Google و IBM) وكذلك الدول القومية في ما أطلق عليه سباق التسلح الكمومي: المنافسة لبناء أول كمبيوتر كمومي ثابت قابل للاستخدام.


الحوسبة الكمومية والتهديد للتشفير
  • الفكرة الكامنة وراء التشفير بسيطة بما يكفي: يتم تشفير البيانات (أي مختلطة) ، ولا يمكن تحويلها مرة أخرى إلى نموذج قابل للقراءة إلا إذا كان لديك حق الوصول إلى مفتاح التشفير الصحيح.
  • من الناحية النظرية ، يمكن اختراق أي مفتاح تشفير. ومع ذلك ، في الواقع ، طالما كان لديك نظام تشفير مناسب للغرض يستخدم خوارزمية قوية مناسبة ، فإن كسر الشفرة حتى مع جهاز كمبيوتر قياسي فائق القوة أمر مستحيل عمليًا.
  • يمكن أن تكون الحوسبة الكمومية مشغل ميكانيكي. يتضمن كسر شفرة التشفير التغلب على عدد كبير من المشاكل. يجب على الكمبيوتر القياسي أن يحل هذه المشاكل واحدة تلو الأخرى. على النقيض من ذلك ، تمكن الحوسبة الكمومية من حل آلاف المشاكل في وقت واحد. من الناحية النظرية ، يمكن اختراق مفتاح التشفير الذي يستغرق عدة أشهر على جهاز كمبيوتر قياسي في غضون ساعات مع جهاز كمبيوتر كمومي.


الحل: توزيع المفتاح الكمي
تشكل الحوسبة الكمومية تهديدًا للتشفير. ومع ذلك ، قد تقدم فيزياء الكم إجابة مفيدة ...
  • يعتمد توزيع المفتاح الكمي (QKD) على مبدأ فيزياء الجسيمات المعروفة باسم التشابك الكمي. بموجب هذا المبدأ ، عندما يكون لديك زوج من جزيئات الضوء المزدوجة (الفوتونات) ، تظل خصائص هذين الفوتونين متطابقة مع بعضها البعض ، بغض النظر عن مدى تباعد هذه الجسيمات.
  • لذا ، إذا كنت تستخدم أحد تلك الجسيمات المتشابكة لإنشاء مفتاح تشفير ، فإن الشخص الذي لديه الجسيم الآخر هو وحده القادر على فك تشفيرها.
  • أي محاولة للتدخل أو اعتراض المفتاح الكمي ستمنع هذا المفتاح من العمل.
  • فكيف يتم تسليم مفتاح الكم الخاص بك من أ إلى ب؟ من الممكن القيام بذلك عبر كابل الألياف الضوئية. ومع ذلك ، فإن الألياف البصرية عرضة للتداخل. أيضا ، يعتمد الإرسال على مسافة فائقة الطول على مكررات وسيطة لتعزيز الإشارة. في الواقع ، حتى الآن ، أطول مسافة مسجلة لتوزيع مفتاح الكم بنجاح عبر كابل هو 62 ميلاً فقط.
  • يعمل فيزيائي الكم الصيني ، بان جيانوي على توزيع مفاتيح الكم عبر الأقمار الصناعية. ولهذه الغاية ، قامت الصين أيضًا ببناء القمر Micius ، وهو مصمم خصيصًا لأبحاث الاتصالات الكمومية.


أحدث التطورات
في عام 2017 ، تم استخدام Micius لإنشاء رابط رئيسي الكم بين المحطات الأرضية في فيينا وبكين. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، كان على Micius إنشاء وتوزيع مفاتيح التشفير.

تم استخدام Micius هذا العام لإرسال مفتاح سري بين محطتين أرضيتين بين Delingha و Urumqi ، مفصولة بحوالي 700 ميل. كان القمر الصناعي يعمل فقط كجهاز إرسال أعمى ، بدون معلومات حول المفتاح.

تم زيادة كفاءة الإرسال بأربع مرات مقارنة بالتجارب السابقة. علاوة على ذلك ، كان معدل الخطأ في الإرسال بحيث يتم عزل أي محاولة للتنصت على الرسالة من الضوضاء العامة ووضع علامة عليها.

ماذا تعني
من المهم أن نتذكر أننا ما زلنا بعيدين عن طرق التشفير الحالية التي أصبحت زائدة عن الحاجة.

ومع ذلك ، يظهر البحث أنه من الممكن تقنيًا توزيع مفتاح كمومي بين محطتين عبر الأقمار الصناعية ، وبدون أن يكون لهذا القمر الصناعي أي معلومات حول المفتاح. بعبارة أخرى ، إنه انتقال نظري "100٪" آمن من نقطة إلى نقطة مع إمكانية اعتراض صفر بالمائة.

في نهاية المطاف ، يمكن أن تكون طريقة إرسال المفتاح هذه أساس "إنترنت لا يمكن اختراقه".



reaction:

تعليقات