Cloud Quantum Computing: Eine Gelegenheit zur Billion-Dollar-Gelegenheit mit gefährlichen versteckten Risiken

Quantum Computing (QC) bringt eine Mischung aus bahnbrechenden Möglichkeiten und erheblichen Risiken mit sich. Große Tech -Spieler mögen IBMAnwesend GoogleAnwesend Microsoft Und Amazonas haben bereits kommerzielle QC -Cloud -Dienste eingeführt, während Spezialunternehmen wie Quantinuum und Psiquantum schnell einen Einhornstatus erreicht haben. Experten prognostizieren, dass der globale QC -Markt mehr als mehr als erhöhen könnte $ 1 Billion Für die Weltwirtschaft zwischen 2025 und 2035 können wir jedoch mit Sicherheit sagen, dass die Vorteile die Risiken überwiegen?

Einerseits versprechen diese modernsten Systeme das Versprechen, Bereiche wie Arzneimittelentdeckung, Klimaemodellierung, KI und möglicherweise sogar künstliche allgemeine Intelligenz (AGI) zu revolutionieren. Andererseits stellen sie auch schwerwiegende Herausforderungen für die Cybersicherheit vor, die jetzt angegangen werden sollten, obwohl voll funktionsfähige Quantencomputer, die die heutigen Verschlüsselungsstandards brechen können, noch einige Jahre entfernt sind.

Verständnis der QC -Bedrohungslandschaft

Die wichtigste Cybersicherheitsangst, die mit QC verbunden ist, ist das Potenzial, Verschlüsselungsalgorithmen zu brechen, die als unzerbrechlich eingestuft wurden. A Umfrage Von KPMG ergaben, dass rund 78% der US -Unternehmen und 60% der kanadischen Unternehmen bis 2030 davon ausgehen, dass Quantencomputer ein Mainstream werden. 73% der US -Befragten und 60% der kanadischen Befragten glauben, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bevor Cyberkriminale die aktuellen Sicherheitsmessungen untergraben.

Moderne Verschlüsselungsmethoden stützen sich stark auf mathematische Probleme, die zumindest innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens praktisch unlösbar sind. Zum Beispiel würde die Faktorierung der in der RSA -Verschlüsselung verwendeten großen Primzahlen einen solchen Computer herumnehmen 300 Billionen Jahre. Mit dem Shor -Algorithmus (entwickelt 1994, um Quantencomputer mit großer Anzahl schnell zu fördern), könnte ein ausreichend leistungsstarker Quantencomputer dies möglicherweise lösen exponentiell schneller.

Der Algorithmus von Grover, der für eine unstrukturierte Suche entwickelt wurde, ist ein echter Spielveränderer, wenn es um symmetrische Verschlüsselungsmethoden geht, da es ihre Sicherheitsstärke effektiv in zwei Hälften senkt. Zum Beispiel würde die AES-128-Verschlüsselung nur das gleiche Sicherheitsniveau wie ein 64-Bit-System bieten, sodass sie Quantenangriffe offen lassen. Diese Situation fordert einen Vorstoß auf robuster in naher Zukunft.

Jetzt ernten, später entschlüsseln

Das besorgniserregendste ist das “Ernte jetzt, später entschlüsseln” (HNDL) Angriffsstrategie, bei der es sich um Gegner handelt, die heute verschlüsselte Daten sammeln, um sie zu entschlüsseln, sobald die QC -Technologie ausreichend fortgeschritten ist. Es stellt ein erhebliches Risiko für Daten dar, der langfristigen Wert wie Gesundheitsakten, finanzielle Details, klassifizierte Regierungsdokumente und militärische Geheimdienste hat.

Angesichts der möglicherweise schlechten Folgen von HNDL -Angriffen, viele Organisationen Verantwortlich für wichtige Systeme auf der ganzen Welt muss „Krypto -Agilität“ einnehmen. Dies bedeutet, dass sie bereit sein sollten, kryptografische Algorithmen und Implementierungen schnell auszutauschen, wenn neue Schwachstellen ans Licht kommen. Diese Sorge spiegelt sich auch in der nationalen Sicherheit der USA wider, was ausdrücklich auf diese Bedrohung hinweist und proaktive Maßnahmen zur Bekämpfung des entgegenwirkenden Voraussetzungen erfordert.

Die Bedrohungszeitleiste

Wenn es darum geht, die Zeitleiste für Quantenbedrohungen vorherzusagen, sind Expertenmeinungen auf der Karte. A neuerer Bericht Aus Mitre schlägt wir wahrscheinlich, dass wir einen Quantencomputer, der leistungsfähig genug ist, um die RSA-2048-Verschlüsselung bis etwa 2055 bis 2060 zu knacken, basierend auf den aktuellen Trends des Quantenvolumens-einer Metrik, die zum Vergleich der Qualität verschiedener Quantencomputer verwendet wird.

Gleichzeitig fühlen sich einige Experten optimistischer. Sie glauben, dass die jüngsten Durchbrüche in der Quantenfehlerkorrektur und zur Algorithmus -Design die Dinge beschleunigen könnten und möglicherweise bereits 2035 Quantenentschlüsselungsfunktionen ermöglichen. Zum Beispiel veröffentlichten Forscher Jaime Sevilla und Jess Riedel frei ein Bericht Ende 2020, das ein Vertrauen von 90% dafür ausdrückt, dass RSA-2048 vor 2060 berücksichtigt werden konnte.

Während die genaue Zeitleiste noch in der Luft ist, ist eines klar: Experten sind sich einig, dass Organisationen sofort vorbereiten müssen, egal wann die Quantenbedrohung tatsächlich eintrifft.

Quantenmaschinenlernen – Die ultimative Black Box?

Abgesehen von der fragwürdigen Krypto -Agilität der heutigen Organisationen, Sicherheitsforscher und Futuristen haben sich auch Sorgen gemacht über die scheinbar unvermeidliche Zukunft von KI und QS. Die Quantentechnologie hat das Potenzial, die KI -Entwicklung zu beenden, da sie komplexe Berechnungen mit Blitzgeschwindigkeit bewältigen kann. Es kann eine entscheidende Rolle bei der Erreichung der AGI spielen, da die heutigen KI -Systeme Billionen von Parametern benötigen, um schlauer zu werden, was zu schwerwiegenden rechnerischen Hürden führt. Diese Synergie eröffnet jedoch auch Szenarien, die über unsere Vorhersage in der Lage sein könnten.

Sie brauchen keine Agi, um die Essenz des Problems zu erfassen. Stellen Sie sich vor, das Quantum Computing würde in maschinelles Lernen (ML) integriert. Wir könnten uns ansehen, was Experten das ultimative Black Box -Problem nennen. Deep Neural Networks (DNNs) sind bereits dafür bekannt, ziemlich undurchsichtig zu sein, mit versteckten Schichten, die selbst ihre Schöpfer Schwierigkeiten haben, zu interpretieren. Während Tools zum Verständnis, wie klassische neuronale Netze bereits Entscheidungen treffen, bereits zu einer verwirrenden Situation führen.

Die Wurzel des Problems liegt in der Natur von QC, nämlich die Tatsache, dass es Überlagerung, Verstrickung und Interferenz verwendet, um Informationen auf eine Weise zu verarbeiten, die keine klassischen Äquivalente aufweist. Wenn diese Quantenmerkmale auf ML -Algorithmen angewendet werden, können die Modelle, die auftauchen, Prozesse beinhalten, die schwer zu Überlegungen zu übersetzen sind, die Menschen erfassen können. Dies wirft einige offensichtliche Bedenken hinsichtlich wichtiger Bereiche wie Gesundheitswesen, Finanzen und autonomen Systemen auf, in denen das Verständnis von KI -Entscheidungen für Sicherheit und Einhaltung von entscheidender Bedeutung ist.

Wird die kryptografische Post-Quantum-Kryptographie ausreichen?

Um die steigenden Bedrohungen von QC zu bekämpfen, startete das US -amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) seine Post-Quantum-Kryptographie-Standardisierung Projekt bereits im Jahr 2016. Dies umfasste eine gründliche Überprüfung von 69 Kandidatenalgorithmen von Kryptographen auf der ganzen Welt. Nach Abschluss der Überprüfung wählte NIST mehrere vielversprechende Methoden, die sich auf strukturierte Gitter- und Hash -Funktionen verlassen. Dies sind mathematische Herausforderungen, die in der Lage sind, Angriffe sowohl von klassischen als auch von Quantencomputern standzuhalten.

Im Jahr 2024 hat Nist detailliert nach dem Quantum eingeführt Kryptografische Standardsund große Technologieunternehmen haben seitdem Maßnahmen zur Umsetzung eines frühen Schutzes unternommen. Zum Beispiel enthüllte Apple PQ3-ein Post-Quantum-Protokoll-für seine iMessage-Plattform, die darauf abzielt, vor fortgeschrittenen Quantenangriffen zu schützen. In ähnlicher Weise experimentiert Google seit 2016 mit Post-Quantum-Algorithmen in Chrome und integriert sie stetig in seine verschiedenen Dienste.

In der Zwischenzeit macht Microsoft Fortschritte bei der Verbesserung der Qubit -Fehlerkorrektur, ohne die Quantenumgebung zu stören, und markiert einen signifikanten Sprung nach vorne bei der Zuverlässigkeit von QC. Zum Beispiel kündigte das Unternehmen Anfang dieses Jahres an, dass es eine geschaffen hat “Neuer Zustand der Materie” (Eine zusätzlich zu festen, flüssigen und gas) als „topologischem Qubit“ bezeichnet, was zu vollständig realisierten QCs in Jahren und nicht zu Jahrzehnten führen könnte.

Hauptübergangsprobleme

Die Verlagerung zur Kryptographie nach der Quantum ist jedoch mit einer Vielzahl von Herausforderungen verbunden, die sich frontal behandeln müssen:

• Der Implementierungszeitraum: US -Beamte prognostizieren, dass es irgendwo dauern könnte 10 bis 15 Jahre neue kryptografische Standards in allen Systemen ausführen. Dies ist besonders schwierig für Hardware, die sich an schwer zugänglichen Orten wie Satelliten, Fahrzeugen und Geldautomaten befindet.
• Die Leistungsauswirkungen: Post-Quantum-Verschlüsselung erfordert normalerweise Größere Schlüsselgrößen und komplexere mathematische Operationen, die sowohl Verschlüsselung als auch Entschlüsselungsprozesse verlangsamen könnten.
• A Mangel an technischem Fachwissen. Um die quantenresistente Kryptographie erfolgreich in vorhandene Systeme zu integrieren, benötigen Unternehmen hochqualifizierte IT-Fachleute, die sich sowohl in klassischen als auch in Quantenkonzepten vertraut machen.
• Sicherheitsfreundlichkeit: Selbst die vielversprechendsten Post-Quantum-Algorithmen könnten versteckte Schwächen haben, Wie wir gesehen haben mit dem von NIST ausgewählten Kristalle-Kyber-Algorithmus.
• Lieferkette Bedenken: Essentielle Quantenkomponenten wie Kryokooler und spezialisierte Laser könnten von geopolitischen Spannungen und Versorgungsstörungen beeinflusst werden.

Zu guter Letzt wird es in der Quantenzeit entscheidend sein, technisch versiert zu sein. Da Unternehmen die Kryptographie nach der Quantum orientieren, ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Verschlüsselung sie nicht vor Mitarbeitern schützt, die auf schädliche Links klicken, zweifelhafte E-Mail-Anhänge öffnen oder ihren Zugriff auf Daten missbrauchen.

Ein aktuelles Beispiel ist, als Microsoft zwei Anwendungen fand, die ihre privaten Verschlüsselungsschlüssel unbeabsichtigt enthüllten – während die zugrunde liegende Mathematik solide war, machte das menschliche Fehler diesen Schutz unwirksam. Fehler in der Implementierung beeinträchtigen häufig Systeme, die theoretisch sicher sind.

Vorbereitung auf die Quantum Zukunft

Unternehmen müssen einige wichtige Schritte unternehmen, um sich auf die Herausforderungen vorzubereiten, die durch Quantensicherheitsbedrohungen gestellt werden. Folgendes sollten sie in sehr breiten Worten tun:

• Führen Sie ein kryptografisches Inventar durch – nehmen Sie alle Systeme ein, die Verschlüsselung verwenden und möglicherweise von Quantenangriffen gefährdet sein.
• Bewerten Sie den Lebensdauerwert von Daten-Finden Sie heraus, welche Informationen langfristig Schutz benötigen, und priorisieren Sie die Verbesserung dieser Systeme.
• Migrationszeitpläne entwickeln-Richten Sie realistische Zeitpläne ein, um in alle Systeme in die Kryptographie nach der Quantum zu wechseln.
• Zu den geeigneten Ressourcen zuordnen-stellen Sie sicher, dass die wesentlichen Kosten für die Umsetzung quantenresistenter Sicherheitsmaßnahmen budgetiert werden.
• Verbesserung der Überwachungsfunktionen – Setzen Sie Systeme ein, um potenzielle HNDL -Angriffe zu erkennen.

Michele Mosca hat sich eine ausgedacht Satz Um Organisationen zu helfen, die Quantensicherheit zu planen: Wenn X (die Zeitdaten müssen sicher bleiben) plus y (die Zeit, die für die Aufrüstung kryptografischer Systeme benötigt wird) ist größer als z (die Zeit, bis Quantencomputer die Stromverschlüsselung knacken können), müssen Unternehmen sofort Maßnahmen ergreifen.

Abschluss

Wir betreten eine Ära des Quantencomputers, die einige schwerwiegende Cybersicherheitsprobleme mit sich bringt, und wir alle müssen schnell handeln, auch wenn wir uns nicht ganz sicher sind, wann diese Herausforderungen vollständig eintreten werden. Es könnte Jahrzehnte dauern, bis wir Quantencomputer sehen, die die Stromverschlüsselung durchbrechen können, aber die Risiken der Untätigkeit sind einfach zu groß.

Vivek Wadhwa vom Magazin setzt es unverblümt aus: „Das Versagen der Welt, die KI – oder besser gesagt, die Rohöltechnologien, die sich als solche tarnen – sollte eine tiefgreifende Warnung sein. Es gibt eine noch leistungsstärkere aufstrebende Technologie mit dem Potenzial, Chaos zu verursachen, insbesondere wenn sie mit KI: Quantum Computing kombiniert wird.”

Um dieser technologischen Welle voraus zu sein, sollten Organisationen mit der Implementierung der Kryptographie nach der Quantum beginnen, die kontroversen Quantenprogramme im Auge behalten und eine sichere Quantenlieferkette sicherstellen. Es ist wichtig, sich jetzt vorzubereiten – bevor Quantencomputer plötzlich unsere aktuellen Sicherheitsmaßnahmen vollständig veraltet machen.