В связи с бурным развитием технологий требования к компьютерной безопасности постоянно изменяются. Шифры, которые на сегодняшний день можно считать надежными, при использовании квантового компьютера будет легко взломать, и эта реальность уже не за горами. Вот почему необходимо уже сейчас готовиться к квантовому криптографическому прорыву, и эта книга послужит для читателя бесценным руководством к действию.
Автор, известный специалист по компьютерной безопасности, показывает, какие приложения могут оказаться самыми уязвимыми перед квантовыми вычислениями, как лучше использовать современные технологии шифрования и как внедрить новую постквантовую криптографию для обеспечения безопасности пользователей, данных и инфраструктуры.
Издание адресовано работникам служб информационной безопасности, которые принимают во внимание угрозы, возникающие с появлением квантовых вычислений, и планируют защитить свои организации от взломов информационных систем.
Author(s): Роджер А. Граймс
Edition: 1
Publisher: ДМК Пресс
Year: 2020
Language: Russian
Commentary: Vector PDF
Pages: 290
City: М.
Tags: Popular Science; Information Security; Cryptography; Quantum Computing
Содержание
Краткое содержание
Об авторе
Благодарности
Предисловие
IУчебник по квантовым вычислениям
1Введение в квантовую механику
Что такое квантовая механика?
Квант противоречит интуиции
Квантовая механика реальна
Основные свойства квантовой механики
Фотоны и квантовая механика
Фотоэлектрический эффект
Двойственность волна–частица
Принцип вероятности
Принцип неопределенности
Спиновые состояния и заряды
Квантовое туннелирование
Суперпозиция
Эффект наблюдателя
Теорема об отсутствии клонирования
Жуткая запутанность
Декогеренция
Квантовые примеры в современном мире
Для дополнительной информации
Резюме
2Введение в квантовые компьютеры
В чем отличие квантовых компьютеров?
Традиционные компьютеры используют биты
Квантовые компьютеры используют кубиты
Квантовые компьютеры еще не готовы к прайм-тайму
Квант скоро будет царствовать
Квантовые компьютеры улучшают кубиты, используя исправление ошибок
Типы квантовых компьютеров
Сверхпроводящие квантовые компьютеры
Квантовые компьютеры на основе алгоритма отжига
Универсальные квантовые компьютеры
Топологические квантовые компьютеры
Компьютеры Majorana Fermion компании Microsoft
Квантовые компьютеры с ионными ловушками
Квантовые компьютеры в облаке
Квантовые компьютеры, произведенные не в США
Компоненты квантового компьютера
Квантовое программное обеспечение
Квантовый стек
Национальное руководство
Руководство национальной политикой
Денежные гранты и инвестиции
Другая квантовая научная информация
Дополнительные ресурсы
Резюме
3Как квантовые вычисления могут взломать существующие криптокоды
Основы криптографии
Шифрование
Хеширование
Применение криптографии
Как квантовые компьютеры могут взломать криптокоды
Сокращение времени
Квантовые алгоритмы
Что квант может и что не может сломать
Все еще теория
Резюме
4Когда случится криптопрорыв?
Это вечное «лет через 10»
Факторы квантового криптопрорыва
Квантовая механика реальна?
Квантовые компьютеры реальны?
Суперпозиция реальна?
Реален ли алгоритм Питера Шора?
Достаточно ли у нас стабильных кубитов?
Квантовые ресурсы и конкуренция
У нас есть постоянное улучшение?
Мнения экспертов
Когда случится квантовый киберпрорыв
Временные сценарии
Когда следует быть готовыми?
Сценарии криптопрорыва
Новая технология надолго останется в распоряжении национальных государств
Применение крупнейшими компаниями
Массовое распространение
Наиболее вероятный сценарий прорыва
Резюме
5Каким будет постквантовый мир?
Взломанные приложения .
Ослабленные хеши и симметричные шифры
Взломанные асимметричные шифры
Ослабленные и взломанные генераторы случайных чисел
Слабые, или взломанные, зависимые приложения
Квантовые вычисления
Квантовые компьютеры
Квантовые процессоры
Квантовые облачные вычисления
Будет использоваться квантовая криптография
Квантовая идеальная конфиденциальность
Появляется квантовая сеть
Квантовые приложения
Улучшение химикатов и лекарств
Лучшие аккумуляторы электроэнергии
Настоящий искусственный интеллект
Управление цепочками поставок
Квантовые финансы
Улучшенное управление рисками
Квантовый маркетинг
Более точный прогноз погоды
Квантовые деньги
Квантовое моделирование
Более совершенное вооружение и точное оружие
Квантовая телепортация
Резюме
II Подготовка к квантовому взрыву
6Квантовоустойчивая криптография
Постквантовый конкурс NIST
Классификация уровня безопасности
PKE против КЕМ
Формальные гарантии неразличимости
Размеры ключа и шифрованного текста
Типы постквантовых алгоритмов
Криптография на основе кода
Криптография на основе хеша
Решетчатая криптография
Многомерная криптография
Криптография изогенной сверхсингулярной эллиптической кривой
Доказательство нулевого знания
Квантовая устойчивость симметричного ключа
Квантовоустойчивые асимметричные шифры
BIKE
Classic McEliece
CRYSTALS-Kyber
FrodoKEM
HQC
LAC
LEDAcrypt
NewHope
NTRU
NTRU Prime
NTS-КЕМ
ROLLO
Round5
RQC
SABER
SIKE
ThreeBears
Общие замечания по размерам ключей PKE, KEM и шифротекста
Квантовоустойчивые схемы цифровой подписи
CRYSTALS-Dilithium
FALCON
GeMSS
LUOV
MQDSS
Picnic
qTESLA
Rainbow
SPHINCS+
Общие замечания о ключе и размерах подписи
Рекомендуемые предостережения
Недостаток стандартов
Проблемы производительности
Отсутствие проверенной защиты
Для дополнительной информации
Резюме
7Квантовая криптография
Квантовые RNG
Случайное не всегда случайное
Почему истинная случайность так важна?
Квантовые RNG
Квантовые хеши и подписи
Квантовые хеши
Квантовые цифровые подписи
Квантовые шифры
Распределение квантовых ключей
Резюме
8Квантовые сети
Компоненты квантовой сети
Среда передачи
Расстояние против скорости
Точка–точка
Доверенные повторители
Квантовые повторители
Квантовые сетевые протоколы
Квантовые сетевые приложения
Более безопасные сети
Облако квантовых вычислений
Лучшая временнáя синхронизация
Предотвращение помех
Квантовый интернет
Другие квантовые сети
Где получить больше информации
Резюме
9Готовимся сейчас
Четыре основных этапа смягчения последствий постквантового прорыва
Этап 1. Укрепление существующих решений
Этап 2. Переход к квантовоустойчивым решениям
Этап 3. Применение квантово-гибридных решений
Этап 4. Применение полностью квантовых решений
Шесть основных шагов проекта смягчения последствий постквантового прорыва
Шаг 1. Обучение
Шаг 2. Создание плана
Шаг 3. Сбор данных
Шаг 4. Анализ
Шаг 5. Принять меры /исправить
Шаг 6. Обзор и улучшение
Резюме
Приложение Дополнительные источники по квантам
Именной указатель
Предметный указатель
