الاستعداد للهجمات الإلكترونية في عصر الحوسبة الكمومية

تعمل شركة بريطانية غير معروفة تدعى Arqit على تهيئة الشركات والحكومات لما تعتبره التهديد الكبير التالي لدفاعاتها الإلكترونية: الحواسيب الكمومية.

وبالرغم من أنه لا يزال مجالًا بحثيًا جديدًا. ولكن يعتقد البعض في صناعة التكنولوجيا – بما في ذلك أمثال جوجل ومايكروسوفت – أن الحوسبة الكمومية تتجه لتصبح حقيقة واقعة في العقد المقبل.

وقد تكون هذه أخبارًا مقلقة للأمن السيبراني للمؤسسات.

وتعتبر أجهزة الحواسيب الكمومية أسرع بملايين المرات من أجهزة الحواسيب الكلاسيكية، وهي قادرة على اقتحام واحدة من أكثر طرق التشفير استخدامًا.

ويسمى التشفير القديم الذي نستخدمه للحفاظ على أمان أسرارنا PKI، أو البنية التحتية للمفتاح العام. وجرى اختراعه في السبعينيات.

وتم تصميم PKI في الأصل لتأمين اتصالات جهازي حاسب. ولم يتم تصميمه لعالم شديد الترابط حيث يوجد مليار جهاز في جميع أنحاء العالم يتواصلون.

ولدى Arqit عملاء، مثل: BT والحكومة البريطانية ووكالة الفضاء الأوروبية. وعمل بعض من فريقها سابقًا لصالح وكالة المخابرات البريطانية GCHQ.

وشهد الشهر الماضي سلسلة من هجمات طلب الفدية المدمرة على المنظمات من Colonial Pipeline، أكبر خط أنابيب للوقود في الولايات المتحدة، إلى JBS، أكبر شركة لتعبئة اللحوم في العالم.

وفي الوقت نفسه، كانت مايكروسوفت والعديد من الوكالات الحكومية الأمريكية من بين المتضررين من هجوم على شركة تكنولوجيا المعلومات SolarWinds.

ووقع الرئيس جو بايدن حديثًا أمرًا تنفيذيًا يهدف إلى تكثيف الدفاعات الإلكترونية الأمريكية.

ما هي الحوسبة الكمومية:

تهدف الحوسبة الكمومية إلى تطبيق مبادئ فيزياء الكم عبر أجهزة الحاسب.

وتستخدم أجهزة الحاسب اليوم الآحاد والأصفار لتخزين المعلومات. ولكن الحوسبة الكمومية تعتمد على البتات الكمومية، أو الكيوبتات.

ويمكن لهذه الكيوبتات أن تتكون من مجموعة من الآحاد والأصفار في وقت واحد، وهو ما يُعرف بالتراكب.

بالإضافة إلى ذلك يمكن أيضًا ربط هذه الكيوبتات معًا من خلال ظاهرة تسمى التشابك.

ويعني هذا أن أجهزة الحواسيب الكمومية أقوى بكثير من أجهزة اليوم. وقادرة على حل العمليات الحسابية المعقدة بشكل أسرع.

وتم تصميم أجهزة الحواسيب الكمومية للقيام ببعض العمليات المحددة للغاية بشكل أسرع بكثير من أجهزة الحواسيب التقليدية.

وقد يكون هذا مشكلة لمعايير التشفير الحديثة، وفقًا للخبراء. وعندما نستخدم تشفير PKI، فإننا نقوم بحل نصف مشكلة حسابية صعبة تتمثل في التحليل إلى العوامل الأولية.

وتعتقد Arqit أنها قد وجدت الحل. وبدلاً من الاعتماد على تشفير المفتاح العام، ترسل Arqit مفاتيح التشفير المتماثل – أرقام طويلة وعشوائية – عبر الأقمار الصناعية، وهو ما يطلق عليه توزيع المفتاح الكمومي.

وتخطط شركة Virgin Orbit، التي استثمرت في Arqit كجزء من صفقة SPAC، لإطلاق الأقمار الصناعية من كورنوال بإنجلترا بحلول عام 2023.

ما هي أهمية ذلك:

يقول بعض الخبراء إن الأمر قد يستغرق بعض الوقت قبل أن تصل أجهزة الحواسيب الكمومية بطريقة قد تشكل تهديدًا للدفاعات السيبرانية الحالية.

ولا تتوقع Arqit وجود هذه الحواسيب بأي طريقة ذات معنى لمدة 10 سنوات أخرى على الأقل. 

وفي حال قبول حقيقة أن أجهزة الحواسيب الكمومية ستكون متوفرة في غضون 10 سنوات، فإن أي شخص لديه البصيرة لتسجيل المحادثات المهمة الآن قد يكون في وضع يسمح له بفك تشفيرها عندما تظهر الأجهزة.

ويوجد تشفير المفتاح العام في كل مكان في عالمنا الرقمي، من بطاقتك المصرفية، إلى طريقة اتصالك بالإنترنت، إلى مفتاح سيارتك.

ويتطلع المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا NIST التابع لوزارة التجارة الأمريكية إلى تحديث معاييره بشأن التشفير لتشمل ما يعرف باسم التشفير اللاحق الكمومي، وهي خوارزميات يمكن أن تكون آمنة ضد أي هجوم من جهاز حاسب كمومي.

ومن المتوقع أن يقرر NIST المعايير الجديدة بحلول نهاية عام 2021. ويكمن التحدي الآن في كيفية احتياج الشركات إلى الاستعداد للانتقال إلى المعايير الجديدة.

وتثبت الدروس من الماضي أنها بطيئة جدًا وتستغرق سنوات وعقودًا للتبديل من خوارزمية إلى أخرى. وتحتاج الشركات إلى أن تكون جاهزة الآن.