პოსტკვანტური კრიპტოგრაფია დაშიფვრისა და ციფრული ხელმოწერის ახალი თაობის მეთოდების ერთობლიობაა, რომელიც შექმნილია იმისთვის, რომ დაცული დარჩეს მომავალი, საკმარისად ძლიერი კვანტური კომპიუტერის შეტევის მიმართაც კი. ეს არ არის კვანტური აპარატურა — ეს ჩვეულებრივი პროგრამული უზრუნველყოფაა, რომელიც დღევანდელ კომპიუტერებზე მუშაობს და ეყრდნობა მათემატიკურ ამოცანებს, რომელთა ამოხსნაც რთულია როგორც ჩვეულებრივი, ისე კვანტური კომპიუტერისთვის. მიზანია, შეიცვალოს კრიპტოგრაფია, რომელიც დღეს იცავს თითქმის ყველაფერს, რაც ინტერნეტით გადაიცემა — საბანკო გადარიცხვებიდან პირად მიმოწერამდე — სანამ გაჩნდება ისეთი კვანტური კომპიუტერი, რომელსაც მისი გატეხვა შეეძლება.
რას ნიშნავს „პოსტკვანტური"
დღევანდელი ინტერნეტ-უსაფრთხოების უმეტესობა — HTTPS, VPN, დაცული მიმოწერა, პროგრამული განახლებები — ეყრდნობა რამდენიმე მათემატიკურ ამოცანას, რომელთა ამოხსნაც ჩვეულებრივი კომპიუტერისთვის უკიდურესად რთულია: დიდი რიცხვების მამრავლებად დაშლას (RSA-ს საფუძველი) ან ელიფსური მრუდის კონკრეტული წერტილის პოვნას (ECC). არცერთ ჩვეულებრივ კომპიუტერს არ შეუძლია ამის საკმარისად სწრაფად გაკეთება. საკმარისად ძლიერ კვანტურ კომპიუტერს კი — შეუძლია. სწორედ ამიტომ იქმნება „პოსტკვანტური" ალგორითმები, რომლებმაც მუშაობა ასეთი მანქანის გაჩენის შემდეგაც უნდა გააგრძელონ.
როგორ ემუქრებიან კვანტური კომპიუტერები დღევანდელ დაშიფვრას
1994 წელს მათემატიკოსმა პიტერ შორმა აჩვენა, რომ მასშტაბურ კვანტურ კომპიუტერს შეუძლია დიდი რიცხვების მამრავლებად დაშლა და მასთან დაკავშირებული დისკრეტული ლოგარითმის ამოცანის ამოხსნა გაცილებით სწრაფად, ვიდრე ამას ნებისმიერი ჩვეულებრივი კომპიუტერი შეძლებდა. შორის ალგორითმს პრინციპში შეეძლო RSA-ისა და ელიფსურ-მრუდოვანი კრიპტოგრაფიის სრულად გატეხვა. დღეს არცერთი კვანტური კომპიუტერი არ არის საკმარისად ძლიერი და სტაბილური იმისთვის, რომ ეს რეალურ, სამუშაო ზომის გასაღებებზე გაუშვას — მაგრამ დროის პრობლემა რეალურია: დღეს დაშიფრული მონაცემები შეიძლება შეგროვდეს და შეინახოს, შემდეგ კი გაიშიფროს, როცა ასეთი მანქანა გაჩნდება. უსაფრთხოების მკვლევრები ამას „ახლა შეაგროვე, მოგვიანებით გაშიფრე" უწოდებენ, და ეს უკვე რეალური რისკია ყველაფრისთვის, რასაც წლების განმავლობაში საიდუმლოდ დარჩენა სჭირდება — მაგალითად, სამედიცინო ჩანაწერები თუ სახელმწიფო საიდუმლოებები.
როგორ იცავენ პოსტკვანტური ალგორითმები ამ საფრთხისგან
მამრავლებად დაშლისა თუ ელიფსური მრუდების ნაცვლად, პოსტკვანტური სქემების უმეტესობა სხვა რთულ ამოცანებს ეყრდნობა — ყველაზე ხშირად, ბადისებრ (lattice-based) კრიპტოგრაფიას, რომლის უსაფრთხოებაც მაღალგანზომილებიან გისოსისებრ ბადეში კონკრეტული წერტილების პოვნის სირთულეზეა დაფუძნებული — ამოცანა, რომლის ეფექტურად ამოხსნაც კვანტურ კომპიუტერს ჯერჯერობით არ შეუძლია. 2024 წლის აგვისტოში აშშ-ის სტანდარტებისა და ტექნოლოგიების ეროვნულმა ინსტიტუტმა (NIST) დაამტკიცა პირველი სამი პოსტკვანტური სტანდარტი რვაწლიანი საჯარო განხილვის შემდეგ, რომელშიც 82 კანდიდატი ალგორითმი შეფასდა: ML-KEM — მონაცემთა გადაცემისას დაშიფვრისთვის, ML-DSA — ციფრული ხელმოწერისთვის, და SLH-DSA — სარეზერვო, ჰეშზე დაფუძნებული ხელმოწერის სქემა. სხვა ბადისებრი კანდიდატები, მათ შორის კომპაქტური ხელმოწერის სქემა HAWK, ჯერ კიდევ გადის NIST-ის განხილვის პროცესს — ამასობაში სააგენტო არჩევანების უფრო სრულ ნაკრებს აყალიბებს. მთავარმა ბრაუზერებმა, ღრუბლოვანმა პროვაიდერებმა და მიმოწერის აპებმა უკვე დაიწყეს ამ ალგორითმების დანერგვა — ჩვეულებრივ, გარდამავალ პერიოდში კლასიკურ დაშიფვრასთან ერთად.
რატომ აქვს ამას მნიშვნელობა ახლა
გლობალური ინტერნეტის საფუძვლად მდებარე კრიპტოგრაფიის შეცვლას — ბრაუზერებში, სერვერებზე, სერტიფიკატებსა და ჩაშენებულ მოწყობილობებში — წლები სჭირდება, და სწორედ ამიტომ მოუწოდებს NIST ორგანიზაციებს, დაუყოვნებლივ დაიწყონ ახალი სტანდარტების ინტეგრირება და არ დაელოდონ. მთავრობები კონკრეტულ ვადებს აწესებენ: აშშ-ის ეროვნული უსაფრთხოების სააგენტომ ეროვნული უსაფრთხოების სისტემებისთვის გადასვლის დასრულების სამიზნე თარიღად 2030 წელი დაადგინა. უმეტესობისთვის ეს ცვლილება უხილავი იქნება — ის ჩვეულებრივი პროგრამული განახლებების სახით მოვა. მაგრამ ეს ერთ-ერთი უდიდესი კოორდინირებული გადაკეთებაა კომპიუტერული უსაფრთხოების ისტორიაში — გამოწვეული საფრთხით, რომელიც დღეს ჯერ კიდევ ჰიპოთეტურია, მაგრამ იმდენად სერიოზულ საფრთხედ ითვლება, რომ მისი გადავადება იმ დრომდე, სანამ ის რეალური არ გახდება, დაუშვებელია.
სიახლეებში
რამდენად მნიშვნელოვანია ამ ალგორითმების სწორად შემუშავება, ცხადი გახდა მაშინ, როცა Anthropic-ის მოდელმა, Claude Mythos-მა, მათემატიკური ხარვეზი აღმოაჩინა HAWK-ში — ბადისებრ ხელმოწერის სქემაში, რომელიც ჯერ კიდევ NIST-ის განხილვის ეტაპზეა — იხილეთ ჩვენი მასალა ამ აღმოჩენის შესახებ. ხარვეზი HAWK-ს სრულად არ ამტვრევს, მაგრამ მისი გასაღების ეფექტური სიმტკიცე თითქმის განახევრდება — ზუსტად იმ ტიპის პრობლემაა, რომლის აღმოსაჩენადაც არსებობს NIST-ის საჯარო განხილვის პროცესი, სანამ სქემა სტანდარტად იქცევა. ეს ერთ-ერთი მაგალითია იმ ფართო ტენდენციის, როცა AI სისტემები სულ უფრო მეტად გამოიყენება კიბერუსაფრთხოების ამოცანების გადასაჭრელად — იხილეთ ჩვენი მასალა იმის შესახებ, როგორ ცვლის AI კიბერუსაფრთხოებას როგორც თავდამცველების, ისე თავდამსხმელებისთვის.