شکستن هک کوانتومی با کریستال های معیوب
تعمیر تلفن: دانشمندان کره جنوبی از نقص های کریستالی برای رمزگذاری ایمن بهره برده اند و راه را برای صیانت از داده های کوانتومی هموار کرده اند.
به گزارش تعمیر تلفن به نقل از ایسنا، دانشمندان کره جنوبی دستگاه جدیدی ابداع نموده اند که ممکنست کلید امنیت آینده دیجیتالی ما را در مقابل تهدید احتمالی هک کوانتومی داشته باشد. این نوآوری که برای ایجاد خطاهای کنترل شده طراحی شده است، می تواند اجرای رمزنگاری پساکوانتومی عملی و قوی را ممکن سازد و از داده های حساس کامپیوتر های کوانتومی قوی در مقابل هک شدن محافظت کند.
به نقل از ادونسد ساینس نیوز، بدنبال پیشرفت محاسبات کوانتومی با سرعت بی سابقه، صنایع از حوزه بهداشت و درمان به علم مواد روی خواهند آورد. از طرف دیگر، این پیشرفت ها ممکنست پروتکلهای رمزگذاری سنتی محافظ ارتباطات ایمن را در سرتاسر جهان تهدید کنند.
دانشمندان برای مقابله با این چالش، درحال بررسی رمزنگاری پساکوانتومی هستند که یک رویکرد پیشرفته برای امنیت داده هاست. این نشان دهنده یک گام مهم رو به جلو است که دنیای دیجیتالی ایمن تر و مقاوم تر را در عرصه کوانتوم نوید می دهد.
امروزه رمزگذاری بر مسائل ریاضی اتکا دارد که حل آنها با کلید درست آسان است اما بدون آن از نظر محاسباتی غیرممکن خواهد بود. هنگام رد و بدل شدن پیام های رمزگذاری شده دو طرف، یک کلید مشترک تضمین می نماید که فقط آنها از عهده رمزگشایی اطلاعات برمی آیند. با این وجود، کامپیوتر های کوانتومی درحال تغییر دادن قوانین هستند.
الگوریتم هایی مانند «الگوریتم شور»(Shor's algorithm) که بطور ویژه برای سیستم های کوانتومی طراحی شده اند، در فاکتورگیری اعداد بزرگ برتری دارند. این کار، ستون فقرات طرح های رمزنگاری مدرن را تشکیل می دهد. بااینکه کامپیوتر های معمولی برای شکستن این رمزگذاری به زمان غیر عملی نیاز دارند که بیش از سن جهان است اما یک کامپیوتر کوانتومی به اندازه کافی پیشرفته می تواند این کار را در عرض چند ثانیه انجام دهد و روش های رمزگذاری پرکاربرد را منسوخ کند.
این امر به توسعه روش های ارتباطی کوانتومی مانند توزیع کلید کوانتومی انجامیده است. این تکنیک ها از اصول مکانیک کوانتومی برای ایجاد رمزگذاری غیر قابل شکستن استفاده می نمایند. با این وجود، توزیع کلید کوانتومی به سخت افزار تخصصی مانند منابع تک فوتونی نیاز دارد که تولید قابل اعتماد آن در مقیاس بزرگ چالش برانگیز است.
راهکار ممکنست در عرصه رمزنگاری پساکوانتومی نهفته باشد که به توسعه الگوریتم های رمزگذاری اختصاص داده شده است و می تواند بدون اتکا به سخت افزار کوانتومی تخصصی در مقابل حملات کوانتومی مقاومت کند.
یکی از امیدوارکننده ترین روش ها، معرفی عمدی خطاهای ویژه است که بطور معمول به عنوان «نویز گاوسی»(Gaussian noise) شناخته می شوند. این خطاهای عمدی، اطلاعات را برای کامپیوتر های کوانتومی غیر قابل درک می کنند اما کاربران قانونی مجهز به اطلاعات از پیش پخش شده می توانند به آسانی نویز را معکوس کنند تا پیام اصلی را به دست بیاورند.
به رغم ظرافت نظری این تکنیک، اجرای کارآمد آن چالش های مهمی را به همراه دارد. رویکرد های مبتنی بر نرم افزار برای تولید نویز گاوسی، منابع فشرده هستند و توان محاسباتی و حافظه قابل توجهی را مصرف می کنند. این محدودیت، محققان را به کشف راهکارهای سخت افزاری سوق داده است.
«سونگهو کیم»(Sungho Kim) پژوهشگر «دانشگاه زنان اوها»(Ewha Womans University) در کره جنوبی و گروهش، یک رویکرد پیشرفته را ابداع نموده اند. آنها یک مولد نویز گاوسی مبتنی بر سخت افزار را با بهره گیری از خواص منحصربه فرد دی سولفید قلع توسعه داده اند که یک ماده دوبعدی با رفتار الکترونیکی جذاب است.
نقص در ساختار کریستالی دی سولفید قلع، ناشی از اتم های ازدست رفته یا لایه های نامنظم موسوم به تله های بزرگ است که یک نقش کلیدی را ایفا می کنند. این تله ها رفتار الکترون های مجاور را تغییر می دهند و حالت های کوانتومی را ایجاد می کنند که بر سیگنال های الکتریکی درحال عبور از ماده تأثیر می گذارند.
هنگامی که تله ها در معرض پالس های الکتریکی دقیق قرار می گیرند، الکترون ها را جذب و آزاد می کنند و نوساناتی را در جریان الکتریسیته به وجود می آورند. محققان نشان دادند که این نوسانات بدون نیاز به الگوریتم های پرهزینه محاسباتی، نویز گاوسی ایده آل را برای رمزگذاری تولید می کنند.
محققان در مقاله این پروژه نوشتند: اجرای خطاهای توزیع شده گاوسی به سبب بار محاسباتی و حافظه چالش برانگیز است. بنابراین، این پژوهش یک نمونه گیر خطای گاوسی را پیشنهاد می دهد که خاصیت های گاوسی ذاتی دستگاه را در مقیاس نانومتر به کار می برد. نمونه گر خطای گاوسی پیشنهادی بطور قابل توجهی بار محاسباتی و حافظه را می کاهد.
این پژوهش در مجله «Advanced Quantum Technologies» به چاپ رسید.
منبع: fixtel.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب