کوانتوم کریپتوگرافی و امنیت ملی
مطالبی که در این نوشته جاری میکنم تنها یک حدس هوشمندانه از شرایط است و هیچ سند معتبری برای اثبات یا رد آن وجود ندارد – و نمیتواند داشته باشد- به دلایلی که در همین مطلب بدانها اشاره خواهد شد.
کریپتولوژی (Cryptology) متشکل از رمزنگاری (Cryptography) و تحلیل رمز (Cryptanalysis) است که دانشی بسیار حیاتی و اساسی است. هدف اصلی این علم امنیت اطلاعات از دیدگاه رمز کردن و زیرساختهای پروتکل ایست. مسئله زیرساختی و اصلی در رمزنگاری، بحث توابع یک طرفه یا One-way function است که بحثیست تئوری و تاکنون برای هیچکدام از زیرساختهای رمزنگاری اثبات نشده، ولی رد هم نشده و بنابراین از آنها استفاده میشود. در واقع تابع یک طرفه مانند یک قفل است که یکطرفه به راحتی بسته میشود، اصلا باز نمیشود و با کلید در مسیر معکوس (جهت مخالف یکطرفه) به راحتی باز میشود. همانطور که در دنیای واقعی قفل را به هزاران روش متفرقه میتوان باز کرد، در رمزنگاری نیز راههایی در سطحهای مختلف برای شکستن یک قفل و تحلیل رمز وجود دارد.
بنیاد پیچیدگی الگوریتمهای رمزگذاری بر آنست که بستن قفل بسیار ساده باشد، بازکردن آن با کلید ساده باشد و بازکردن آن بدون کلید بسیار دشوار (در حدی دشوار که عملا ممکن نباشد)، از این رو معمولا الگوریتمهایی انتخاب و استفاده میشوند که عملیات رمزگذاری را در زمان چندجملهای (زمان قابل دسترسی)، عملیات رمزگشایی (با کلید) را نیز در زمان چندجملهای (زمان قابل دسترسی) و عملیات رمزشکنی را در زمان نمایی (غیرقابل دسترسی) انجام میدهند. بدین صورت اگر تابعی رمزگذاری را در مرتبه O(n) انجام دهد و الگوریتم رمزشکنی را در مرتبه O(2n)، آنگاه برای رمز کردن با n=128 در بسیار کوچکتر از یک ثانیه عملیات انجام میشود و برای شکستن همین رمز، دو به توان ۱۲۸ عملیات حدودا معادل ۱۰ به توان ۳۰ ثانیه زمان خواهد برد که زمانی قابل دسترسی نیست.
و اما در سالهای اخیر، شاخهای در علم بسیار حیاتی رمزنگاری تحت نام رمزنگاری کوانتومی (Quantum Cryptography) تاسیس شده است که هدف اصلی آن، تحلیل رمز است. این علم با استفاده از ذرات کوانتومی، قصد دارد که هرگونه الگوریتم نمایی را در زمان چندجملهای انجام دهد، که علارقم اهمیت بسیار بالای این موضوع، حساسیت اصلی آن در رمزنگاریست. کوانتوم کریپتوگرافی اینکار را با این فرض انجام میدهد که ذرات کوانتومی (مانند الکترون) در هر لحظه هم در وضعیت ۱ هستند و هم صفر، یعنی هر ذره معرف هر بیت در هر لحظه هم یک هست و هم صفر. بدین سان یک الگوریتم دو به توان ۱۲۸، با استفاده از ۱۲۸ ذره کوانتومی در هر لحظه تمام حالتها را بررسی میکند، مانند آنکه ما در هر لحظه تمام کلیدهای ممکن برای یک قفل را داشته باشیم. مشکل اصلی در کوانتوم کریپتوگرافی آنست که هنگام خواندن از یک سیستم کوانتومی (معادل نگاه کردن به کلیدی که قفل را باز میکند) وضعیت سیستم تغییر خواهد کرد (به دلیل حساسیت بالای آن) از این رو عملا استفاده از این روش با بنبستهایی مواجه بوده است. همچنین مشکلات ریز و درشت دیگری نیز در این علم وجود دارند.
علارقم حساسیت و اهمیت بالای این شاخه از علم، از روزی که فعالیت در آن شروع شده تا امروز، تقریبا بسیار کم سر و صدا و کمرنگ به کار خود ادامه داده که بسیار شک برانگیز است (با در نظر گرفتن سابقه اینگونه موارد) و این امکان را به ذهن نزدیک میکند که رد پای یک سازمان امنیتی اطلاعاتی قوی مانند NSA در این راه وجود دارد و ممکن است به نتیجههای قابل توجهی نیز دست یافته باشد و از انتشار آنها خودداری کند و همچنین در مسیر هر گروهی که بر روی این شاخه کار میکنند، سنگ اندازی کند.
و اما چرا این حدس از یک تخیل و فانتزی فراتر است، و برعکس بسیار محتمل است؟ به چند دلیل:
- NSA یا National Security Agency بیش از ۵۰ سال است که فعالیت امنیت اطلاعاتی میکند و کمتر از ۱۰ سال است که اطلاعات بسیار محدودی راجع به این سازمان عظیم و مخوف درز کرده است.
- ماهوارههای Echelon این سازمان، سالهاست که بر روی همه کشورها گردش کرده، تمام مکالمات تلفنی و رایویی را ضبط و برای تحلیل به مرکز ارسال میکنند، ولی توجه جهانی بسیار کمی به این موضوع شده است (حتی بعد از علنی شدن آن)
- این سازمان تقریبا تمام تراکنشهای اینترتی را بررسی میکند، حتی بعید نیست که تراکنشهای امن مانند معاملات بانکی و غیره را نیز بررسی کند. از آنجایی که محوریت امنیت اینگونه تراکنشها – با فرض اینکه از نظر رمزنگاری غیرقابل رخنه باشند – در دست سازمانهای بزرگ جهانیست (زیرساخت PKI) که عموما توسط آمریکا اداره میشوند، همکاری اینگونه سازمانها با NSA بعید نیست.
- NSA سالانه حدود ۸۰۰ میلیون دلار فقط بودجه تجهیز سیستمهای کامپیوتری خود دارد. ابرکامپیوتری که در اختیار این سازمان است، بیش از چند هکتار مساحت دارد و در سه طبقه شامل دو استخر برای تهویه و یک طبقه رکهای عظیم محاسباتی است.
چه احساسی دارید!؟
Related Posts
Tags: Cryptanalysis, Cryptography, Cryptology, Echelon, NSA, one-way function, PKI, Qunatum Cryptography, امنیتملی, تحلیل رمز, رمزنگاری, زمان نمایی, زمان چندجملهای, کریپتوگرافی, کوانتوم کریپتوگرافی, کیپتولوژی
Trackback from your site.
Comments (9)
یک غریبه آشنا
| #
age tahlilo barrasi e tarakoneshhaye Interneti dorost bashe ehsas mikonam tuye 1 fazayi am ke hich no amniati nadare,rasti har chand tamarkoz e in matlab ruye bakkhse siasish bud ama age moshkelate quantum cryptograghy ro be bakhsh elmish azafe koni jalebtar ham mishe
Reply
haniye
| #
baba man migam axet khaze to avaze inke varesh dari miyari jolo cheshe adam
bad hads mizani laghabe hooshmandanam besh midi!!!
Reply
چاربرگ
| #
برام خيلي جالب بود…نميشه جلوي تكنولوژيو گرفت، بايد خودتو بش برسوني! حس خاصي ندارم!
بيشتر راجع به رمزنگاري بنويسي خوبه؛)
Reply
بادوم زمینی
| #
خیلی این هدر پست هات رو بد میزاریا آدم تا تایتلش رو میبینه میترسه (از نظر سخت بودن مطالب)
Reply
بادوم زمینی
| #
@abiusx
سلام عیدتون مبارک
مطلبتون خوب بود مرسی
آگاهانه بود درباره رمز نگاری بیشتر مطلب بذارید
ممنون
Reply
غربت
| #
Reply
سی. آ
| #
سلام
مطلب جالبی بود خیلی با دقت خوندم خیلی دوست دارم درباره این عکسی که گذاشتید هم یک توضیحی بدید
نظریه ریسمان و… خیلی خفن به نظر میاد ولی این میکروب ها کین؟ عضو ناسا؟
Reply
سی. آ
| #
@ خودم
ناسا مخفف «سازمان ملی هوانوردی و فضایی» امریکاست
Reply
AbiusX
| #
سلام
اینها میکروب نیستند چپی کوانتومه، راستی هم یک ریسمان. البته باید توجه داشت که Alice, Bob و Eve سه اسمی هستند که در مثالهای رمزنگاری همواره استفاده میشوند زیرا دوتای اول با A , B شروع میشوند و سومی مخفف Eavesdropper یعنی فالگوش است.
Reply