محاسبات پساکوانتومی و تأثیر آن بر امنیت شبکه و زیرساخت‌ها

مقدمه

دنیای دیجیتال با سرعتی بی‌سابقه به سمت عصر کوانتومی حرکت می‌کند و این تحول، امنیت شبکه‌ها و زیرساخت‌های حیاتی را وارد مرحله‌ای جدید کرده است. کامپیوترهای کوانتومی توان پردازشی فوق‌العاده بالایی ارائه می‌دهند و الگوریتم‌هایی را اجرا می‌کنند که می‌توانند بسیاری از سازوکارهای رمزنگاری سنتی را در مدت‌زمانی بسیار کوتاه بشکنند. در چنین شرایطی، سازمان‌ها باید رویکرد امنیتی خود را بازطراحی کنند و به سمت محاسبات پساکوانتومی (PQC) حرکت کنند؛ رویکردی که با هدف حفاظت از داده‌ها در برابر توان پردازشی آینده طراحی شده است.

محاسبات پساکوانتومی چیست؟

محاسبات پساکوانتومی شامل مجموعه‌ای از الگوریتم‌های رمزنگاری است که در برابر حملات کامپیوترهای کوانتومی مقاوم می‌مانند. این الگوریتم‌ها برخلاف روش‌های فعلی مانند RSA یا ECC، وابسته به مسئله فاکتورگیری عددی یا لگاریتم گسسته نیستند؛ مسائلی که الگوریتم Shor آن‌ها را در لحظات کوتاه حل می‌کند.

هدف اصلی PQC

• حفاظت بلندمدت از داده‌ها

• مقاوم‌سازی زیرساخت‌ها در برابر تهدیدات کوانتومی

• کاهش ریسک “Harvest Now, Decrypt Later”

• ارائه الگوریتم‌های امنیتی پایدار برای نسل بعدی شبکه‌ها

چرا کامپیوترهای کوانتومی تهدید محسوب می‌شوند؟

کامپیوترهای کوانتومی با کیوبیت‌ها محاسبات را به‌صورت موازی انجام می‌دهند. این ساختار باعث می‌شود الگوریتم‌های رمزنگاری فعلی در برابر آن‌ها ناکارآمد شوند. در واقع، مهاجمان می‌توانند با ذخیره اطلاعات رمزگذاری‌شده امروز و رمزگشایی آن پس از ظهور کامپیوترهای کوانتومی عملیاتی، تمام حریم خصوصی سازمان‌ها را از بین ببرند.

مهم‌ترین تهدیدات کوانتومی

1. شکستن RSA و ECC

الگوریتم Shor می‌تواند:

• RSA-2048 را در چند ساعت

• ECC-256 را حتی سریع‌تر
  بشکند.

این یعنی تمام VPNها، SSL/TLSها، بلاک‌چین‌ها و هویت‌های دیجیتال فعلی ناامن می‌شوند.

2. حملات Harvest Now, Decrypt Later

هکرها داده‌ها را امروز جمع‌آوری می‌کنند و بعد از عملیاتی شدن کوانتوم، رمزگشایی انجام می‌دهند.
این تهدید، سازمان‌های دولتی، مالی و زیرساخت‌های حیاتی را آسیب‌پذیر می‌کند.

3. تهدید برای بلاک‌چین و Web3

کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند:

• کلیدهای خصوصی را استخراج کنند

• امضاهای دیجیتال را جعل کنند

• شبکه‌های غیرمتمرکز را مختل کنند

4. نفوذ به شبکه‌های حیاتی

از جمله:

• شبکه انرژی

• شبکه حمل‌ونقل

• شبکه‌های پزشکی

• کنترل صنعتی (ICS / SCADA)