قبل از جهش کوانتومی، سپر رمزنگاری سازمان تان را آماده کنید
رایانش کوانتومی دیگر فقط یک ایده جذاب در فیلم های علمی تخیلی نیست. این فناوری آرام آرام به مرحله ای می رسد که می تواند قواعد امنیت سایبری را عوض کند. به همین دلیل، موضوعاتی مثل رمزنگاری پساکوانتومی، امنیت کوانتومی و مهاجرت به الگوریتم های مقاوم در برابر کوانتوم باید همین حالا وارد برنامه فناوری سازمان ها شوند؛ نه وقتی که دیگر برای واکنش نشان دادن دیر شده است.
البته قرار نیست فردا صبح بیدار شویم و ببینیم همه قفل های دیجیتال شکسته اند. مسئله اینجاست که تغییر زیرساخت های رمزنگاری زمان می برد. پیدا کردن گواهی ها، کلیدها، کتابخانه ها، سرویس های قدیمی و وابستگی های پنهان ممکن است چند سال طول بکشد. پس هرچه زودتر شروع کنیم، دردسر کمتری خواهیم داشت.
مطالعه مقاله قبلی در دسته بندی کامپوتر با عنوان خطرات ایجنت هوش مصنوعی کلاهبرداری و افشای اطلاعات پزشکی.
چرا رایانه های کوانتومی برای رمزنگاری مهم اند؟
رایانه های امروزی اطلاعات را با بیت های صفر و یک پردازش می کنند. رایانه کوانتومی سراغ کیوبیت ها می رود؛ واحدهایی که می توانند حالت های پیچیده تری داشته باشند و بعضی محاسبات را به شکل متفاوتی انجام دهند. همین تفاوت، توانایی حل سریع تر برخی مسائل ریاضی را ایجاد می کند.
بخش بزرگی از امنیت اینترنت روی مسائلی بنا شده که حل کردنشان برای کامپیوترهای فعلی بیش از حد سخت یا زمان بر است. الگوریتم هایی مثل RSA و رمزنگاری مبتنی بر منحنی بیضوی نیز از همین ویژگی استفاده می کنند. شکستن آن ها با تجهیزات کلاسیک قدرتمند، در اندازه های کلید استاندارد، عملا شدنی نیست.
اما یک رایانه کوانتومی به اندازه کافی بزرگ و پایدار می تواند این معادله را به هم بزند. الگوریتم شور قادر است مسائل مربوط به تجزیه اعداد و لگاریتم گسسته را بسیار سریع تر حل کند. در نتیجه، سامانه های رمزنگاری کلید عمومی که امروز از ارتباطات، امضای دیجیتال و تبادل کلید محافظت می کنند، ممکن است آسیب پذیر شوند.
هنوز چنین دستگاهی در مقیاس لازم ساخته نشده است. رایانه های کوانتومی فعلی با خطا، نویز و محدودیت تعداد کیوبیت ها درگیرند. بااین حال، کسی تاریخ دقیق رسیدن به نقطه خطر را نمی داند. ممکن است این اتفاق دیرتر از پیش بینی های هیجان زده رخ دهد، اما شرط بندی روی دیر رسیدن آن اصلا تصمیم عاقلانه ای نیست.
خطر «امروز جمع کن، فردا رمزگشایی کن»
مهاجم لازم نیست منتظر ساخته شدن یک رایانه کوانتومی قدرتمند بماند. او می تواند ترافیک رمزگذاری شده را همین امروز ذخیره کند و چند سال بعد، وقتی ابزار مناسب در دسترس قرار گرفت، سراغ رمزگشایی آن برود. این سناریو با نام «اکنون جمع آوری کن، بعدا رمزگشایی کن» شناخته می شود.
برای پیام هایی که فقط چند روز ارزش دارند، این تهدید شاید خیلی جدی نباشد. اما اطلاعات پزشکی، اسرار تجاری، داده های دولتی، تحقیقات علمی، مالکیت فکری و پرونده های مالی ممکن است ده ها سال حساس باقی بمانند. چنین داده هایی از همین حالا در معرض خطر آینده قرار دارند.
این نکته زمان بندی امنیت کوانتومی را کاملا تغییر می دهد. سؤال اصلی دیگر این نیست که «رایانه کوانتومی چه سالی آماده می شود؟» سؤال بهتر این است که «اطلاعات ما تا چه زمانی باید محرمانه بمانند و جایگزینی سامانه فعلی چقدر طول می کشد؟»
فرض کنید داده ای باید ۱۵ سال محرمانه بماند و مهاجرت زیرساخت نیز پنج سال زمان ببرد. در این حالت، حتی اگر تهدید جدی کوانتومی ۱۰ سال دیگر ظاهر شود، سازمان از همین امروز وارد محدوده خطر شده است. این حساب ساده نشان می دهد چرا تعلل، خودش یک ریسک امنیتی است.
رمزنگاری پساکوانتومی دقیقا چه کاری انجام می دهد؟
هدف رمزنگاری پساکوانتومی طراحی الگوریتم هایی است که در برابر حملات کامپیوترهای معمولی و کوانتومی مقاومت کنند. این روش ها روی سخت افزارهای رایج اجرا می شوند؛ بنابراین برای استفاده از آن ها لازم نیست یک شبکه عجیب وغریب کوانتومی بسازیم یا همه سرورها را دور بریزیم.
این الگوریتم ها معمولا بر مسائل ریاضی متفاوتی تکیه دارند؛ مسائلی که براساس دانش فعلی، حتی برای ماشین های کوانتومی نیز به سادگی حل نمی شوند. خانواده های مبتنی بر شبکه های ریاضی، توابع هش و کدهای تصحیح خطا از گزینه های مهم این حوزه هستند.
البته مقاوم بودن در برابر حمله کوانتومی به معنی بی نقص بودن نیست. هر الگوریتم باید از نظر امنیت، سرعت، اندازه کلید، مصرف حافظه و شیوه پیاده سازی بررسی شود. یک طرح عالی روی کاغذ، اگر بد اجرا شود، همچنان می تواند از طریق نشت حافظه، حمله کانال جانبی یا اشتباه برنامه نویسی شکست بخورد.
اندازه بزرگ تر کلیدها و امضاها هم موضوع کوچکی نیست. این افزایش حجم می تواند روی پهنای باند، زمان برقراری اتصال، تجهیزات کم قدرت و سامانه های قدیمی اثر بگذارد. پس مهاجرت فقط تعویض نام یک الگوریتم در فایل تنظیمات نیست؛ پای معماری، عملیات و سازگاری هم وسط است.
اول باید بدانید رمزنگاری کجا پنهان شده است
خیلی از سازمان ها دقیقا نمی دانند در چه بخش هایی از رمزنگاری استفاده می کنند. گواهی TLS روی وب سایت فقط نوک کوه یخ است. شبکه خصوصی، ایمیل، پایگاه داده، نسخه پشتیبان، اپلیکیشن موبایل، دستگاه اینترنت اشیا، سرویس ابری و حتی کدهای قدیمی ممکن است کلید و الگوریتم مخصوص خودشان را داشته باشند.
بنابراین اولین کار جدی، ساختن یک فهرست رمزنگاری است. باید مشخص شود چه الگوریتمی در کدام سامانه استفاده می شود، مالک آن سامانه کیست، داده چقدر حساس است، کلیدها کجا نگهداری می شوند و چه تأمین کننده ای روی فرایند اثر دارد.
این فهرست احتمالا در همان مرحله اول کامل نخواهد بود. اشکالی هم ندارد. از سرویس های حیاتی شروع کنید، ابزارهای کشف خودکار را کنار بررسی دستی بگذارید و اطلاعات را مرتب به روزرسانی کنید. هدف، ساختن یک سند تزئینی نیست؛ قرار است یک نقشه زنده برای تصمیم گیری داشته باشید.
بعد از شناسایی دارایی ها، نوبت اولویت بندی است. سامانه ای که داده های پزشکی بلندمدت نگه می دارد، طبیعتا با یک صفحه عمومی کم اهمیت برابر نیست. حساسیت داده، عمر مفید اطلاعات، میزان مواجهه با اینترنت و سختی جایگزینی، اولویت هر بخش را مشخص می کند.
چابکی رمزنگاری، برگ برنده واقعی است
هیچ کس نمی تواند تضمین کند الگوریتمی که امروز انتخاب می شود تا چند دهه بدون تغییر باقی بماند. شاید ضعف تازه ای کشف شود، شاید استانداردها عوض شوند یا نیازهای کسب وکار تغییر کنند. اینجاست که مفهوم چابکی رمزنگاری حسابی به کار می آید.
چابکی یعنی بتوان الگوریتم، کلید، گواهی یا ارائه دهنده رمزنگاری را بدون بازنویسی کامل نرم افزار عوض کرد. اگر منطق امنیتی در تمام بخش های یک برنامه پخش شده باشد، هر تغییر به یک پروژه پرهزینه و پرریسک تبدیل می شود. اما وقتی این لایه درست طراحی شده باشد، مهاجرت خیلی قابل کنترل تر است.
سازمان ها باید وابستگی مستقیم به یک الگوریتم مشخص را کاهش دهند. استفاده از رابط های استاندارد، مدیریت متمرکز کلیدها، ثبت دقیق گواهی ها و امکان به روزرسانی از راه امن، قدم های کاربردی این مسیر هستند. این اقدامات فقط برای آینده کوانتومی مفید نیستند؛ مدیریت تهدیدهای معمول امروز را هم آسان تر می کنند.
برای مدتی، استفاده از روش های ترکیبی هم منطقی است. در مدل ترکیبی، یک الگوریتم کلاسیک در کنار یک الگوریتم مقاوم در برابر کوانتوم قرار می گیرد. اگر یکی از آن ها دچار مشکل شود، لایه دوم هنوز از ارتباط محافظت می کند. البته این روش پیچیدگی و سربار بیشتری دارد و باید با آزمایش دقیق اجرا شود.
مهاجرت را کوچک، مرحله ای و قابل اندازه گیری کنید
شروع پروژه با جمله «همه چیز را کوانتوم امن می کنیم» جذاب به نظر می رسد، ولی برنامه اجرایی خوبی نیست. بهتر است یک سرویس مشخص و قابل کنترل را برای آزمایش انتخاب کنید. مثلا ارتباط داخلی یک اپلیکیشن، سامانه امضای نرم افزار یا یک محیط غیرعملیاتی می تواند نقطه شروع مناسبی باشد.
در مرحله آزمایشی، فقط موفق شدن اتصال مهم نیست. زمان پاسخ، مصرف پردازنده، حافظه، حجم پیام، خطاهای سازگاری و رفتار تجهیزات قدیمی را هم اندازه بگیرید. نتیجه آزمایش باید نشان دهد مهاجرت در مقیاس واقعی چه هزینه و ریسکی خواهد داشت.
تیم امنیت به تنهایی نمی تواند این مسیر را جلو ببرد. توسعه دهندگان، مدیران شبکه، تیم زیرساخت، حقوقی، خرید و مدیران کسب وکار هم باید حضور داشته باشند. حتی یک محصول جانبی فراموش شده ممکن است کل برنامه را عقب بیندازد؛ مخصوصا اگر فروشنده آن برای الگوریتم های جدید برنامه ای نداشته باشد.
از تأمین کنندگان سؤال های روشن بپرسید. آیا محصول آن ها از استانداردهای جدید پشتیبانی می کند؟ زمان بندی ارتقا چیست؟ آیا کلیدها و گواهی ها قابل تعویض اند؟ سخت افزار فعلی به روزرسانی می شود یا باید جایگزین شود؟ جواب های مبهم را هم به عنوان یک ریسک ثبت کنید، نه یک وعده امیدوارکننده.
اشتباه هایی که بهتر است مرتکب نشویم
اولین اشتباه، صبر کردن برای ظهور یک رایانه کوانتومی تهدیدکننده است. وقتی خبر شکسته شدن رمزنگاری عمومی منتشر شود، میلیون ها سازمان هم زمان دنبال متخصص، نرم افزار و سخت افزار جدید خواهند رفت. آن موقع هزینه بالاتر و فرصت تصمیم گیری کمتر است.
اشتباه دوم، خرید عجولانه محصولی با برچسب «کوانتوم امن» است. این عبارت به تنهایی هیچ تضمینی نمی دهد. باید دید محصول از چه استانداردی استفاده می کند، پیاده سازی آن چگونه ارزیابی شده و مسیر به روزرسانی اش چیست. بازاریابی قشنگ جای بررسی فنی را نمی گیرد.
اشتباه سوم هم فراموش کردن سامانه های قدیمی است. دستگاهی که امروز گوشه کارخانه یا بیمارستان کار می کند، شاید تا ۱۵ سال دیگر همان جا بماند. اگر امکان ارتقا نداشته باشد، باید برای جداسازی شبکه، افزودن یک دروازه امن یا جایگزینی کامل آن بودجه در نظر گرفت.
در نهایت، مهاجرت نباید به یک پروژه یک باره تبدیل شود. پایش استانداردها، آزمایش پیاده سازی ها و مدیریت چرخه عمر کلیدها باید بخشی از کار عادی امنیت باشد. آینده ثابت نمی ماند؛ برنامه دفاعی هم نباید ثابت بماند.
از همین امروز چه کارهایی انجام دهیم؟
اول، یک مسئول مشخص برای برنامه گذار تعیین کنید. بعد، فهرست الگوریتم ها، کلیدها، گواهی ها و داده های حساس را بسازید. سامانه هایی را که اطلاعات بلندمدت نگه می دارند، بالاتر از بقیه قرار دهید و برای آن ها جدول زمانی واقعی تعریف کنید.
دوم، در خریدهای جدید شرط پشتیبانی از رمزنگاری پساکوانتومی و چابکی رمزنگاری را وارد کنید. محصولی که امروز تهیه می شود ممکن است سال ها در سازمان بماند. اگر از همین حالا امکان ارتقا نداشته باشد، بدهی فنی تازه ای ساخته اید که بعدا گران تمام می شود.
سوم، یک پروژه آزمایشی کوچک راه بیندازید و نتیجه اش را مستند کنید. لازم نیست منتظر کامل شدن تمام استانداردها و ابزارها بمانید. هدف اولیه، شناخت محدودیت های واقعی زیرساخت خودتان است؛ همان چیزهایی که از پشت میز و داخل گزارش ها دیده نمی شوند.
و آخر از همه، وحشت نکنید. تهدید جدی است، اما قابل مدیریت هم هست. سازمانی که موجودی دقیق، معماری منعطف و برنامه مرحله ای دارد، لازم نیست در لحظه آخر دستپاچه شود. مسیر ساختن امنیت کوانتومی بیشتر از آنکه مسابقه خرید فناوری باشد، تمرین آماده سازی و تصمیم گیری درست است.
آینده امن به یک حرکت نمایشی وابسته نیست. مجموعه ای از کارهای کوچک، منظم و پیوسته است که از امروز شروع می شوند: شناخت دارایی ها، کاهش وابستگی ها، آزمایش الگوریتم های تازه و آماده نگه داشتن زیرساخت برای تغییر. کوانتوم شاید هنوز پشت در باشد، اما وقت مرتب کردن قفل ها همین حالاست.
برای دریافت جدیدترین اخبار تکنولوژی با مجله هوش مصنوعی با ما همراه باشید
نظرات کاربران