ما وراء التشفير: لماذا قد تكون الحوسبة الكمومية ثورة علمية أكثر من كونها تهديدًا للأمن السيبراني؟
معايير التشفير بعد الكم: هل تمثل الحوسبة الكمومية تهديدًا حقيقيًا؟
في أغسطس الماضي، أصدر المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) أول ثلاثة “معايير تشفير بعد الكم” مصممة لتحمل هجوم من كمبيوتر كمومي. لقد كان خبراء التشفير قلقين لسنوات من أن ظهور الحوسبة الكمومية قد يعني نهاية طرق التشفير التقليدية. مع اقتراب هذه التكنولوجيا الآن، تمثل المعايير الجديدة من NIST الخطوة الأولى الهامة نحو حماية ما بعد الكم.
لكن هل تعتبر الحوسبة الكمومية تهديدًا حقيقيًا للتشفير كما يُعتقد؟ صحيح أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية ستكون قادرة على كسر التشفيرات التقليدية بشكل أسرع وأسهل، لكننا لا زلنا بعيدين عن صندوق فك الشفرات الذي تخيله فيلم “Sneakers” عام 1992. مع استمرار قيود الطاقة وقوة الحوسبة، فإن الذين لديهم وصول إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية قد يفكرون في استخدام التكنولوجيا بشكل أفضل في مجالات أخرى مثل العلوم والأدوية والرعاية الصحية.
تذكر نظرية المجهر الإلكتروني؟
لقد قضيت وقتًا طويلاً في العمل في مجال الطب الشرعي الرقمي، مما منحني منظوراً فريداً حول تحديات الحوسبة الكمومية. في عام 1996، نشر بيتر غوتمان ورقة بيضاء بعنوان “الحذف الآمن للبيانات من الذاكرة المغناطيسية والصلبة”، والتي نظرت إلى إمكانية استعادة البيانات المحذوفة من القرص الصلب باستخدام مجهر إلكتروني. هل كان ذلك ممكنًا؟ ربما — لكن العملية كانت ستتطلب جهدًا كبيرًا وموارد كثيرة وغير موثوقة. والأهم من ذلك أنه لم يمض وقت طويل قبل أن تبدأ الأقراص الصلبة بتخزين المعلومات بطريقة كثيفة للغاية بحيث لم يكن هناك أمل حتى للمجهر الإلكتروني لاستعادة البيانات المحذوفة.
في الواقع، لا يوجد تقريباً أي دليل على أنه تم استخدام مثل هذا المجهر الإلكتروني بنجاح لهذا الغرض، وتؤكد الاختبارات الحديثة أن هذه الطريقة ليست عملية ولا موثوقة. ولكن الخوف كان حقيقياً — وقد أدى ذلك إلى إصدار وزارة الدفاع الأمريكية لطريقة “مسح 7 مرات” الشهيرة لحذف البيانات لإزالة أي دليل جنائي يمكن نظرياً اكتشافه بواسطة مجهر كهربائي. هل يجب علينا اتخاذ احتياطات إضافية بشأن البيانات الحساسة أو المصنفة؟ بالطبع! لكن التهديد لم يكن قريباً من الخطورة التي تم تصويرها بها. عندما يتعلق الأمر بالحوسبة الكمومية، قد نكون متجهين نحو طريق مشابه.
الواقع العملي للحوسبة الكمومية
أولاً، من المهم فهم كيفية عمل الحوسبة الكمومية. على الرغم مما تحاول الأفلام تصويره عن القراصنة ، إلا أنها ليست عصا سحرية ستنهي التشفير كما نعرفه على الفور. لا يزال يتعين تغذيتها برسائل فردية وتكليفها بكسر التشفيرات — مما يعني أن المهاجمين سيحتاجون إلى فكرة جيدة جداً عن الرسائل التي تحتوي على معلومات قيمة. قد يبدو هذا سهلاً ، ولكن يتم إرسال أكثر من 300 مليار بريد إلكتروني يوميًا ، بالإضافة إلى تريليونات الرسائل النصية.
هذا يقودني إلى القضية الرئيسية: قوة الحوسبة ليست غير محدودة. إن الحوسبة الكمية هي عند حافة التكنولوجيا المتقدمة ، مما يعني أن القراصنة العاديين أو مجموعات القراصنة لن يكونوا قادرين على الوصول إليها بسهولة . اللاعبون الوحيدون الذين سيكون لديهم وصول لأجهزة الكمبيوتر الكمية (والطاقة اللازمة لتشغيلها) هم الجهات الفاعلة الوطنية والشركات الكبيرة مثل جوجل ومايكروسوفت وشركات الذكاء الاصطناعي . ببساطة ، ستكون تكلفة الحصول على أجهزة الكمبيوتر الكمية مرتفعة ولن تكون سريعة للوصول للسوق كما يعتقد الكثيرون – وهذا يعني أن الدول ستملك فقط قدر معين من قوة الحاسوب تحت تصرفها . السؤال هو: هل فعلاً يخططون لإنفاق تلك القوة الحسابية المحدودة لكسر بروتوكولات التشفير؟
الاستخدامات الحقيقة للحسابات الكمية
الإجابة هي… ربما قوية! بالنسبة لي ، تكمن المزايا الحقيقة للحسابات الكمية في البحث والمنافسة الاقتصادية والنفوذ العالمي . هذا لا يعني أنه لن يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمية لكسر تشفير إذا حصلت دولة معادية عليها – لكنها لن تكون الطريقة الأساسية التي سيتم استخدامها بها التقنية . انظر للأمر بهذه الطريقة: إذا كنت قوة أجنبية تمتلك الوصول لأكثر نماذج الكمبيوتر تقدمً اعلى الأرض, ماذا ستستخدمها ؟ هل ستقوم بملاحقة مضيعة للوقت عبر ملايين الاتصالات المشفرة, أم أنك ستخصص تلك الطاقة والوقت الثمين لعلاج السرطان أو القضاء على الخرف أو إنشاء مواد جديدة متطورة ؟ بالنسبة لي, هذا أمر بديهي .
من المحتمل جدًا أن تدفع الحسابات الكمية لتحقيق اختراقات كبيرة في تطوير مواد جديدة وعوامل مساعدة , مما يؤدي لإنشاء مركبات أقوى وأخف وزناً للتصنيع وعوامل مساعدة أكثر تفاعلية للعمليات الكيميائية . وحده لديه القدرة لتغيير العديد من الصناعات , مقدماً مكاسب طويلة الأجل أكبر بكثير للدولة التي تستخدم التقنية .
إن تحليل التكلفة والفائدة هو ما يحدد الأمور هنا؛ فقط الدول الكبرى والشركات الكبيرة سيكون لديها إمكانية الوصول للحسابات الكمية قريباً – فهل سينفقون حقا قوتهم الحسابية المحدودة لكسر خوارزميات التشفير عندما يمكنهم بدلاً عن ذلك تعزيز إنتاجهم الاقتصادي والسيطرة على الأسواق المالية ؟
هذا ليس ليقول إن كل حالة استخدام للحسابات الكمية جيدة – ففي الأيدي الخطأ يمكن استخدامها بطرق خطيرة بالتأكيد . ولكن مع التركيز الكبير علي ما يسمى بـ “نهاية العالم بسبب الحسابات الكمية” الذي يعتقد البعض أنه وشيك, السياق مهم .
هل كسر الشيفرات ضمن قائمة حالات الاستخدام للحسابات كمية ؟ نعم ! لكنه ليس ضمن القائمة العليا ! لذا قبل إنفاق مليارات الدولارات لتمزيق واستبدال كل خوارزمية تشفير مستخدمة, قد يكون الوقت مناسباً لأخذ نفس عميق والتفكير كيف سيتم فعليًّ ا استخدام الحسابات كمية .
روب لي هو رئيس قسم البحث ورئيس هيئة التدريس بمعهد SANS.
