Kaikki, mitä luulit tietäväsi kyberturvallisuudesta , voi muuttua täysin. Emme tiedä tarkalleen, tapahtuuko tämä tai milloin se tapahtuu, joten nyt on aika olla tietoinen siitä mahdollisuudesta.
Tämä muutos johtuu kvanttitietokoneiden yleistymisestä. Ne voivat ratkaista ongelmia ja käyttää salaus- ja salauksenpurkutekniikoita, jotka ylittävät nykyisten tavallisten tietokoneiden kyvyt. Niiden käyttö on edelleen rajallista, mutta kyberturvallisuuden ja salauksen näkökulmasta kvanttitietokoneet edustavat täydellisen pelin muuttajana siinä (teoreettisessa) vaiheessa, jossa ne tulevat valtavirtaan.
Kvanttilaskenta on erittäin monimutkainen ja tekninen aihe, mutta perusasioiden – toimintatavan, sen mahdollisten tietoturvavaikutusten ja suojattuna pysymisen – ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää. Olemme luoneet tämän oppaan auttaaksemme sinua ymmärtämään kvanttilaskennan aiheuttamat riskit riippumatta teknisen asiantuntemuksen tasosta.
Mitä kvanttilaskenta on?
Aloitetaan ensin yksinkertaisella kvanttimekaniikan periaatteisiin perustuvalla selityksellä kvanttilaskentaa. Toisin kuin tavalliset tietokoneet, jotka käyttävät bittejä (jotka edustavat joko 0 tai 1), kvanttitietokoneet käyttävät "kubitteja". Kubitit voivat esiintyä superpositiossa sekä 0 että 1 samanaikaisesti, mikä lisää dramaattisesti laskentatehoa. Lisäksi ne voivat toimia vuorovaikutuksessa kietoutumisilmiön kautta, jolloin kvanttitietokoneet voivat ratkaista monimutkaisia ongelmia ennennäkemättömällä nopeudella.
Kubitit ovat todellisia fyysisiä hiukkasia, mikä tarkoittaa, että ne vaativat hyvin erityisiä olosuhteita kvanttitietokoneissa toimiakseen oikein. Tämän vuoksi ne sijoitetaan kryogeenisiin säiliöihin erittäin alhaisissa lämpötiloissa ja eristetään niitä ympäröivistä ympäristöistä.
Mitä hyötyä kvanttilaskennan käytöstä on?
Kvanttitietokoneet voivat tuottaa huomattavasti enemmän laskentatehoa, jolloin ne voivat käsitellä paljon enemmän tietoa kuin tavallinen tietokone. Tietojen räjähdysmäisen kasvun ja tekoälyn (AI) nousun aikakaudella nämä ominaisuudet voivat osoittautua keskeisiksi uusien teknologisten mahdollisuuksien avaamisessa.
Kvanttitietokoneiden käyttö laajemmassa maailmassa on kuitenkin toistaiseksi ollut suhteellisen rajallista, ja tähän on useita syitä. Kubittien suojaaminen ja jäähdyttäminen sekä kvanttitietokoneiden kehittäminen mittakaavassa voi olla erittäin kallista yritystä. Tämän seurauksena vain pieni määrä taloudellisesti kannattavia käyttötapauksia on toistaiseksi ilmaantunut, joissa kvanttilaskenta on käytännöllistä.
Koska kvanttitietokoneet toimivat todennäköisyysperusteisesti, ne eivät aina sovellu tehtäviin, joissa tulosten saaminen edellyttää 100 % varmuutta – vaikka ne toimivatkin paljon nopeammin kuin tavalliset tietokoneet. Sen sijaan ne ovat osoittautuneet hyödyllisiksi käytettäessä intensiivistä työtaakkaa, kuten tieteellistä tutkimusta, tai suoritettaessa hakuja laajoista tietokannoista laajassa mittakaavassa.
Miksi kvanttilaskenta on kyberturvallisuusuhka?
Yksi tärkeimmistä kvanttitietoturvan käyttötapauksista tähän mennessä on kryptografia . Kubittien yksityiskohtaisempi luonne verrattuna tavallisiin bitteihin tarkoittaa, että voidaan käyttää paljon monimutkaisempia salausmenetelmiä, joita verkkorikollisten on paljon vaikeampi murtaa.
Tämän alkukehityksen jälkeen kvanttilaskennan käyttö kryptografiassa on vähitellen laajentunut, mutta kustannus- ja käytännöllisyyden esteet estävät sen yleistä käyttöönottoa. Tämä tarkoittaa, että vaikka kvanttisalaus (QC) voi auttaa pitämään viestinnän ja tiedonsiirron täysin yksityisenä salauksen avulla, sitä ei vieläkään ole käytetty laajalti.
Salaukseen liittyy kuitenkin myös suuri kvanttitietokoneiden uhka: aivan kuten kvanttitietokoneita voidaan käyttää viestinnän salaamiseen, ne voivat myös yhtä hyvin purkaa salauksen. Vaikka ne eivät ehkä pysty murtamaan monimutkaisia kvanttitason puolustuksia, niillä ei olisi juurikaan ongelmia erottaa toisistaan vakiomitat, kuten AES- tai RSA-salaukset, joita kaikki käytämme nykyään.
Tämäntyyppinen salauksen purku alkoi Schorin algoritmilla, jonka loi professori Peter Schor Massachusetts Institute of Technologysta 1990-luvun puolivälissä. Algoritmin odotettiin kestävän vuosia epäsymmetrisen salauksen, kuten RSA:n, murtamiseen, mutta kvanttitietokoneiden huomattavasti nopeamman prosessointitehon ansiosta sen on todistettu pystyvän murtamaan se muutamassa minuutissa.
Mitkä toimialat ovat eniten vaarassa kvanttitietokoneiden uhkille?
Tämän kaltaisen skenaarion seuraukset olisivat maailmanlaajuisesti katastrofaaliset. Kourallinen tehokkaita kvanttitietokoneita voisi antaa verkkorikollisille mahdollisuuden murtaa salauksen ja paljastaa valtavia määriä arkaluonteista tietoa. Kaikki vuotavista rahoitusvaroista ja henkilötiedoista valtion ja kansallisiin turvallisuusjärjestelmiin voi vaarantua.
Vaikka lähes kaikilla toimialoilla on riskejä, neljä erottuu erityisen haavoittuvana:
Pankkipalvelut
Vaikka rahoitusala on investoinut voimakkaasti salaus- ja tietoturvaratkaisuihin ilmeisistä syistä, kvanttitietokoneet voivat silti murtautua ne. Tämä vaarantaa miljardeja dollareita, puntia ja euroja varoja samalla, kun erittäin arkaluonteisia tietoja menetetään laajalti. Jos samaa periaatetta sovelletaan kryptovaluuttaan, Bitcoinin kaltaisten toimintojen taustalla olevat lohkoketju ja älykkäät sopimukset voidaan purkaa, jolloin kenen tahansa kryptoomistukset voidaan takavarikoida.
Hallinto
Kvanttilaskennan uhka salaukselle voi ulottua myös kansalliseen turvallisuuteen, jos se sallisi verkkorikollisten pääsyn turvaluokiteltuihin asiakirjoihin ja muihin erittäin arkaluonteisiin sotilas- ja puolustustietoihin. Julkisella tasolla se voi myös johtaa tietojen, kuten verotietojen ja henkilötunnusten, takavarikointiin haitallisiin tarkoituksiin ja keskeisten julkisten palvelujen tarjoamisen häiriintymiseen.
Terveydenhuolto
On kaksi tapaa, joilla kvanttituettu verkkorikollisuus voi vaikuttaa terveydenhuoltoon. Ensimmäinen on terveydenhuollon elinten tietojärjestelmien murtaminen, mikä mahdoldollistaisi henkilökohtaisten potilastietojen ja tietojen takavarikoinnin. Toinen on tärkeässä tieteellisessä tutkimuksessa käytettävän tiedon häiritseminen, mikä on elintärkeää terveydellisten tulosten parantamiseksi, hoitojen tehostamiseksi ja viime kädessä ihmishenkien pelastamiseksi tulevina vuosina.
Pilvipalvelut
Pilven käyttö tiedon tallentamiseen ja käsittelyyn sekä keskeisten yrityssovellusten suorittamiseen on yleistä kaikkialla maailmassa. Tämä valtava määrä arkaluonteisia tietoja on kuitenkin erinomainen ehdokas haitalliselle kvanttilaskentatoiminnalle, koska sitä ei ole edes suojattu kunnolla nyt: Thales-tutkimuksen mukaan vain 11 % yrityksistä salaa vähintään 80 % pilvitiedoistaan .
Kuinka välitön kvanttilaskennan uhka on kryptografialle?
Onneksi ei kovinkaan – ainakaan toistaiseksi. Nykyisellä kehitystasolla kvanttitietokoneet eivät pysty käsittelemään sitä määrää prosessointia ja tiedonpurkua, joka tarvittaisiin RSA-salauksen murtamiseen. Sellaisen rakentaminen veisi kauan aikaa ja vaatii paljon investointeja. Ainakin tällä hetkellä se ylittää paljon kehittyneimpien ja hyvin rahoitettujen kyberrikollisten toimintojen taidot ja resurssit.
Koska tällaisen kvanttitietokoneen luominen on kuitenkin teoreettinen mahdollisuus, turvallisuusviranomaiset eivät ota riskejä suojautuakseen seurauksilta. Esimerkiksi Isossa-Britanniassa National Cyber Security Center on julkaissut virallisia ohjeita kvanttitietokoneen uhista ja siitä, mitä sille voidaan tehdä. Tällä hetkellä organisaatiot voivat tehdä paljon toimia, jotta ne voivat paremmin valmistautua tulevaisuuteen.
Mitä voit tehdä suojataksesi yrityksesi kvanttitietokoneiden uhkilta?
Kvanttilaskennan uhka kyberturvallisuudelle ei ole välitön, mutta jos uhka ilmaantuu, hyökkäyksen nopeus ja seurausten leviäminen voivat olla erittäin nopeaa. Siksi on syytä tarkastella joitakin alkuvaiheen ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä, kuten:
Hybridisalausmenetelmien käyttöönotto
Useita innovaatioita, jotka soveltavat joitain kvanttimekaniikan periaatteita tavalliseen kyberturvallisuuteen, kehitetään parhaillaan. Näitä ovat Quantum Key Distribution (QKD) ja Quantum-Safe Cryptography (QSC); Jälkimmäinen on tarkoitettu kehittämään salausta matemaattisina ongelmina, joita kvanttitietokoneetkaan eivät pystyisi murtamaan.
Pysy tietoisena kyberturvallisuuden uudesta kehityksestä
Tietoturva- ja salausasiantuntijat ympäri maailmaa työskentelevät kovasti kehittääkseen standardoituja menetelmiä kvanttiturvalliseen salaukseen. Elokuussa 2023 Yhdysvaltain National Institute of Standards and Technology (NIST) esitteli ensimmäiset post-quantum -salausstandardit (FIPS 203, 204 ja 205).
Tämä tarkoittaa, että ajan myötä organisaatiot voivat käyttää tiettyjä tietoturvastandardeja ja protokollia, jotka ovat kvanttiturvallisia ja yhteensopivia. Siksi on tärkeää, että tietoturvaryhmät seuraavat tarkasti tämän alueen kehitystä, jotta he voivat ottaa käyttöön uusia suojaustoimenpiteitä mahdollisimman pian.
Vältä standardoimattomia ratkaisuja
NCSC:n kaltaiset tahot ovat varoittaneet ottamasta käyttöön QSC-ratkaisuja nyt ennen kuin uudet standardit on otettu käyttöön. He ovat ilmaisseet huolensa tuotteiden todennettavuuden puutteesta ja mahdollisesta yhteentoimivuuden puutteesta standardiratkaisujen kanssa, kun ne tulevat saataville. Kehittyvillä ratkaisuilla ottaminen käyttöön uhkaa nyt kalliita uudelleensijoituksia.
Mikä rooli tekoälyllä on oltava kvanttitietokoneiden kyberturvallisuudessa?
Kuten lähes minkä tahansa tekniikan kanssa, tekoälyn mahdollinen vaikutus on otettava huomioon. Vaikka mikä tahansa todellinen tekoälyn ja kvanttitietokoneen yhdistelmä kyberturvallisuuden alalla on vielä pitkän aikavälin pyrkimys, tämän yhdistelmän mahdollisuudet tarkoittaa, että se on pidettävä mielessä.
Toistaiseksi kvanttilaskenta on liitetty vahvasti tekoälyyn, koska sen laskentateho on osoittautunut erittäin hyödylliseksi koneoppimismallien (ML) ja Natural Language Processingin (NLP) kehittämisessä.
Tällä hetkellä tekoälyalgoritmien suorittaminen kvanttitietokoneissa ei ole kestävää tai kannattavaa. Ajan mittaan kvanttilaskennan ja tekoälyn yhdistelmä voi kuitenkin osoittautua tärkeäksi kehitettäessä vieläkin monimutkaisempia ja vaikeaselkoisempia salausalgoritmeja. Lisäksi tekoälyn luomat tietoihin perustuvat oivallukset voivat ennustaa tarkasti tiettyjen tietoihin, järjestelmiin ja sovelluksiin kohdistuvien hyökkäysten riskin, mikä auttaa varmistamaan, että oikeita suojauksia käytetään oikeissa paikoissa.
Vaikka kvanttilaskenta aiheuttaa tulevaisuudessa riskejä salaukselle, nykyiset kyberturvallisuusuhat, kuten haittaohjelmat , tietojenkalastelu ja kiristysohjelmat, ovat edelleen ensisijainen huolenaihe. Ennen kuin kvanttikestävä salaus tulee laajalti saataville, yritysten ja yksityishenkilöiden tulisi keskittyä ylläpitämään vahvoja kyberturvallisuuskäytäntöjä luotettujen ratkaisujen avulla, jotka voivat suojautua kehittyneiltä ja uusilta kyberuhilta.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
- Mitkä ovat VR:n ja AR:n turvallisuus- ja tietosuojariskit?
- Mitä syvä ja pimeä verkko ovat?
- Mikä on Blockchain Security?
Aiheeseen liittyvät tuotteet:
