นักเข้ารหัสใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม

นักเข้ารหัสใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม

jumbo jili

การอัปเดตซอฟต์แวร์ อีเมล การธนาคารออนไลน์ และขอบเขตทั้งหมดของการเข้ารหัสคีย์สาธารณะและลายเซ็นดิจิทัลใช้รูปแบบการเข้ารหัสเพียงสองแบบเพื่อรักษาความปลอดภัย นั่นคือ RSA และการเข้ารหัสแบบเส้นโค้งวงรี (ECC) พวกมันทำไม่ได้จริง ๆ สำหรับคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันที่จะถอดรหัส แต่ถ้าคอมพิวเตอร์ควอนตัมถูกสร้างขึ้น ซึ่งบางคนคาดการณ์ว่าอาจเกิดขึ้นทันทีใน 10 ปีนับจากนี้ มันจะทรงพลังพอที่จะทำลายรหัสทั้งสองได้ นักเข้ารหัสเริ่มจัดการกับภัยคุกคามอย่างจริงจัง และในฤดูใบไม้ร่วงที่ผ่านมา หลายคนรวมตัวกันที่การประชุม PQCrypto ในเมือง Cincinnati เพื่อตรวจสอบทางเลือกอื่น

สล็อต

การเปลี่ยนใด ๆ จะมีรองเท้าขนาดใหญ่เติม RSA ใช้สำหรับระบบการเข้ารหัสคีย์สาธารณะส่วนใหญ่ของเรา โดยที่ข้อความจะถูกเข้ารหัสด้วยคีย์ที่เปิดเผยต่อสาธารณะ และต้องถอดรหัสด้วยคีย์ลับที่เกี่ยวข้องกับคณิตศาสตร์ ECC ใช้สำหรับลายเซ็นดิจิทัลเป็นหลัก ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อพิสูจน์ว่าข้อความถูกส่งโดยผู้ส่งที่อ้างสิทธิ์จริงๆ Johannes Buchmann ประธานร่วมของการประชุมและศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และคณิตศาสตร์ที่ Technische Universität Darmstadt ในเยอรมนี กล่าวว่า “ปัญหาทั้งสองนี้เปรียบเสมือนขาเล็กๆ สองข้างที่มีลายเซ็นดิจิทัลและการเข้ารหัสคีย์สาธารณะขนาดใหญ่ทั้งหมด
เหตุผลที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นภัยคุกคามต่อ RSA และ ECC ก็คือเครื่องดังกล่าวคำนวณโดยใช้ฟิสิกส์ควอนตัม บิตสามารถแทนค่า 1 หรือ 0 ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม บิตสามารถแทน 1 หรือ 0 หรือส่วนผสมของทั้งสองในเวลาเดียวกัน ทำให้คอมพิวเตอร์ดำเนินการคำนวณหลาย ๆ พร้อมกัน มาร์ติน โนวอตนี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าของมหาวิทยาลัยเทคนิคเช็ก ในกรุงปราก ระบุว่า วิธีนี้จะช่วยลดระยะเวลาที่จำเป็นในการทำลายรหัส RSA 1024 บิตที่แข็งแกร่งจากหลายพันล้านปีให้เหลือเพียงไม่กี่นาที
แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่มีข้อได้เปรียบเหนือรูปแบบการเข้ารหัสทุกประเภท ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่ามีผู้สมัครรายใหญ่สี่รายที่จะเข้ามาแทนที่ RSA และ ECC ที่จะรอดพ้นจากการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม ความเป็นไปได้ที่สำคัญประการหนึ่งคือการแทนที่ลายเซ็นดิจิทัลของ ECC ที่เรียกว่ารูปแบบลายเซ็นแบบแฮช ฟังก์ชันแฮชคืออัลกอริธึมที่แปลงข้อความเป็นสตริงบิตที่ค่อนข้างสั้น เรียกว่าลายเซ็น การรักษาความปลอดภัยขึ้นอยู่กับความสามารถในการสร้างลายเซ็นเฉพาะสำหรับข้อมูลใดๆ แม้แต่อินพุตที่แตกต่างกันเพียงเล็กน้อยก็สามารถสร้างแฮชที่แตกต่างกันได้ Buchmann กล่าว
รหัสการแก้ไขข้อผิดพลาดสามารถทดแทนการเข้ารหัสคีย์สาธารณะได้ Buchmann กล่าว แบบแผนดังกล่าวจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในข้อความเพื่อให้อ่านไม่ได้ เฉพาะผู้รับข้อความที่ต้องการเท่านั้นที่จะมีรหัสที่ถูกต้องในการแก้ไขข้อผิดพลาดและทำให้เอกสารสามารถอ่านได้
อีกประเภทหนึ่งที่เป็นไปได้ของการแทนที่การเข้ารหัสคีย์สาธารณะที่เรียกว่าระบบเข้ารหัสคีย์สาธารณะแบบหลายตัวแปร (MPKC) ในการถอดรหัส เครื่องจักรต้องแก้สมการไม่เชิงเส้นหลายตัวแปร Jintai Ding ศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Cincinnati และประธานร่วมของการประชุมการเข้ารหัสกล่าว ดังนั้น MPKC จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานบางประเภท เช่น ชิป RFID ”ชิปและเซ็นเซอร์ RFID มีพลังในการประมวลผลและหน่วยความจำที่จำกัดมาก” Ding ผู้ซึ่งเชี่ยวชาญเฉพาะด้านคือ MPKC กล่าว “แต่สิ่งเหล่านี้ก็มีความสำคัญมากในการใช้งานจริง ดังนั้นพวกเขาจึงต้องปลอดภัย” เขากล่าวเสริม
นักวิทยาการเข้ารหัสลับกำลังพูดถึงระบบที่ใช้แลตทิซ โดยที่แลตทิซคือชุดของจุดในพื้นที่หลายมิติ อาจมีประโยชน์สำหรับทั้งลายเซ็นดิจิทัลและการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ ระบบขัดแตะจะถูกถอดรหัสโดยการค้นหาระยะห่างที่สั้นที่สุดระหว่างจุดที่กำหนดในอวกาศกับตาข่าย Buchmann กล่าวว่าระบบขัดแตะมีแนวโน้มที่ดี แต่ยังต้องการการวิจัยเพิ่มเติมอีกมาก
ในขณะนี้ cryptosystems ของเรามีความปลอดภัย แต่ทั้ง Ding และ Buchmann เตือนว่าความจำเป็นในการพัฒนาทางเลือกอื่นกำลังเพิ่มขึ้นอย่างเร่งด่วนมากขึ้น เมื่อเราสร้างคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น RSA และ ECC จะต้องซับซ้อนมากขึ้นเพื่อชดเชย ใน 10 หรือ 20 ปี เราอาจต้องยึด RSA จากจำนวนเฉพาะที่มีความยาวหลายพันหลักเพื่อเก็บความลับของเรา นานพอที่จะทำให้คอมพิวเตอร์บางเครื่องพังและแจ้งการเปลี่ยนใหม่ แม้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะกลายเป็นทางตันก็ตาม
สำหรับการใช้งานหลายอย่าง เช่น ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลกโดยใช้ดาวเทียม ความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง และอย่าพลาดแม้แต่นาฬิกาอะตอมซีเซียมก็แม่นยำอย่างน่าทึ่ง นาฬิกาซีเซียม NIST-F2 ที่ดำเนินการโดยสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโล มีความแม่นยำมากจนต้องใช้เวลา300 ล้านปีจึงจะได้รับหรือสูญเสียวินาที
แต่สำหรับบางแอปพลิเคชัน ความแม่นยำมีความสำคัญน้อยกว่าความแม่นยำ ความแม่นยำไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวาดวินาทีที่สมบูรณ์แบบแต่ต้องสร้างเห็บหรือการแกว่งที่สม่ำเสมอมาก ลองนึกภาพเกมปาเป้า นาฬิกาปรมาณูสามารถลงจอดลูกดอกทั้งหมด หรือการแกว่งไปมารอบ ๆ ตาวัว เพื่อให้ตำแหน่งเฉลี่ยอยู่ที่เป้าหมาย แม้ว่าลูกดอกใดก็ตามอาจอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางตายหนึ่งหรือสองเซนติเมตร อุปกรณ์ Luiten ไม่ได้มีจุดมุ่งหมายสำหรับวัวตา: แทนก็สามารถไปยังดินแดนปาเป้าทั้งหมดที่ตรงจุดเดียวกันบน dartboard ในคำอื่น ๆ แต่ละเห็บมันจริงๆจริงๆเช่นเดียวกับอีก
เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงมาก Luiten จำเป็นต้องค้นหาวัสดุที่สามารถคงการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้นานกว่าลำแสงของอะตอมซีเซียม อีกวิธีในการวางสิ่งนี้คือ เขาต้องการคริสตัลที่มีความบริสุทธิ์ของสเปกตรัมมากกว่า อันที่จะตอบสนองเฉพาะช่วงความถี่ที่แคบมาก เกือบจะเหมือนกับสายกีต้าร์ที่มีการสูญเสียต่ำที่สามารถสั่นเป็นเวลานานมากและด้วยเหตุนี้ที่ ความถี่ที่บริสุทธิ์มาก
กลับกลายเป็นแซฟไฟร์ ซึ่งเป็นผลึกของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่สามารถสังเคราะห์ได้ในห้องปฏิบัติการ เมื่อเย็นถึง -267 ° C (6 เคลวิน) และทำเพื่อให้สั่นสมมาตรของประเภทของคริสตัลนี้ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานน้อยกว่าเกือบวัสดุอื่น ๆ ที่รู้จักกัน ลักษณะเฉพาะนี้ทำให้ไพลินเป็นพื้นผิวในอุดมคติสำหรับการแพร่กระจายรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เพชรน่าจะใช้ได้ แต่ราคาแพงสำหรับตัวอย่างขนาดใหญ่และบริสุทธิ์พิเศษ ซิลิคอนมีราคาถูก แต่เนื่องจากเป็นเซมิคอนดักเตอร์จึงทำให้เกิดการสูญเสียทางไฟฟ้าจำนวนมาก

สล็อตออนไลน์

“เราใช้แซฟไฟร์ทรงกระบอกที่มีขนาดใกล้เคียงกับไพลินธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบมา” Luiten กล่าว “เราฉีดไมโครเวฟและพวกมันจะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ เส้นรอบวงของไพลินโดยธรรมชาติ”
ไมโครเวฟจะถูกฉีดด้วยความถี่เดียวกับการสั่นพ้องตามธรรมชาติของไพลิน ทำให้คลื่นไมโครเวฟกระเพื่อมผ่านพื้นผิวด้านนอกของผลึกเหมือนคลื่นเสียงที่เคลื่อนที่ไปตามผนังโค้ง “เมื่อคุณกระซิบที่เซนต์ปอลในลอนดอน เสียงจะเดินทางไปทั่วอาสนวิหาร” Luiten กล่าว “เราใช้แนวคิดเดียวกัน ยกเว้นเฉพาะชุดความถี่ที่ใช้งานได้”
เพื่อให้ความถี่ตรงกับเสียงสะท้อนตามธรรมชาติของไพลิน—จุดที่คลื่นของ “เสียงกระซิบ” เสริมแรงหลังจากการสั่นแต่ละครั้ง— Luiten และเพื่อนร่วมงานของเขาในแอดิเลดปรับอุณหภูมิเพื่อใช้ประโยชน์จากสิ่งสกปรกในคริสตัล “แซฟไฟร์มีโครงสร้างที่แข็งแรง ดังนั้นเมื่ออยู่ภายใต้แรงภายนอก เสียงก็ยังคงดังที่ความถี่เท่าเดิม” Luiten กล่าว
โชคไม่ดีที่คุณสมบัติเด่นของแซฟไฟร์ปรากฏขึ้นใกล้ศูนย์สัมบูรณ์เท่านั้น ดังนั้นต้องหาวิธีการบางอย่างเพื่อให้คริสตัลเย็นจัด ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เมื่อ Luiten สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก เขาจะวางไพลินไว้ที่ด้านล่างของขวด Thermos ขนาดยักษ์และเติมฮีเลียมเหลวลงในนั้น แต่ของเหลวจะเดือดทุกๆ หกหรือเจ็ดวัน และเขาและเพื่อนร่วมงานจะต้องเติมอีกครั้ง
Luiten ตัดสินใจติดตั้งแซฟไฟร์ในตู้เย็นแบบไครโอเจนิกส์ ซึ่งใช้ก๊าซฮีเลียมเพื่อให้คริสตัลเย็นและคงที่ อย่างไรก็ตาม ก๊าซเข้ามาในพัลส์แรงดันสูงซึ่งทำให้อุณหภูมิผันผวนและแซฟไฟร์สั่นสะเทือน ซึ่งทำให้ความสามารถในการรักษาเวลาลดลง John Hartnettเพื่อนร่วมงานของ Luiten เป็นผู้บุกเบิกวิธีการลดการสั่นสะเทือนที่เกิดจากระบบทำความเย็น โดยใช้เทคนิคการแยกโลหะและอ่างฮีเลียมเหลวขนาดเล็กแทนฮีเลียมที่เป็นก๊าซ
ติ๊กแต่ละอันก็เหมือนกันจริงๆ
“ฮีเลียมเหลวช่วยให้เรามีการเชื่อมต่อทางความร้อนที่ดีระหว่างแซฟไฟร์และตู้เย็น แต่ป้องกันการสั่นสะเทือนไม่ให้ผ่านเข้าไป” Luiten กล่าว
Cryogenic ไพลิน Oscillator ได้ดำเนินการในที่สุดรูปร่างและการทำงานของ Hartnett ได้รับเกียรติในปี 2010 กับ IEEE ของWG รางวัลเคดี้ ความท้าทายต่อไปคือการนำนาฬิกาแซฟไฟร์ไปสู่โลกภายนอก Luiten กล่าวว่า “ออสซิลเลเตอร์เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่บ้าคลั่งซึ่งสามารถทำการทดสอบที่น่าทึ่งเหล่านี้ได้ แต่การใช้งานนั้น จำกัด อยู่เท่านั้น”
Luiten และ Hartnett แยกเทคโนโลยีนี้ออกเป็นบริษัทชื่อ QuantX Labs ซึ่งตอนนี้ทั้งคู่กำกับการแสดง กลับกลายเป็นว่ายังทำไม่เสร็จ เนื่องจากนาฬิกามีปัญหาสองประการ: หนึ่ง ขนาดพอๆ กับตู้เย็นขนาดเล็ก นาฬิกาจึงใหญ่เกินไปสำหรับการใช้งานหลายอย่าง สอง มันแพง แม้ว่าบริษัทจะไม่พูดราคาแพงแค่ไหนก็ตาม แม้จะมีปัญหาเหล่านี้ แต่ก็มีองค์กรหนึ่งแห่งในออสเตรเลียที่มีทั้งความต้องการความแม่นยำที่ไม่มีใครเทียบได้และเงินที่ต้องจ่าย นั่นคือ Royal Australian Air Force (RAAF)

jumboslot

ในการตรวจสอบสำหรับการประมงที่ผิดกฎหมายหรือกิจกรรมอื่น ๆ ปิดที่กว้างใหญ่และมีประชากรแทบชายฝั่งทางตอนเหนือของออสเตรเลียที่ RAAF ดำเนินการระบบเรดาร์มากกว่าที่เส้นขอบฟ้าที่รู้จักในฐานะJindalee การดำเนินงานเรดาร์เครือข่าย (JORN) ด้วยการสนับสนุนจากBAE Systems ออสเตรเลีย JORN ใช้ไซต์ส่งและรับสามแห่ง โดยแต่ละเครื่องส่งห่างจากเครื่องรับประมาณ 100 กิโลเมตร (62 ไมล์) เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน
สถานีส่งสัญญาณหักเหสัญญาณความถี่สูงจากบรรยากาศรอบนอก และเครื่องรับจะฟังเสียงสะท้อนที่เกิดจากเรือและเครื่องบิน “JORN สามารถมองเห็นได้ไกลถึง 3,000 กิโลเมตร” Steve Wynd หัวหน้าโครงการเดิมของ BAE อธิบาย “แต่เนื่องจากเรากำลังขึ้นและหักเหแสงการส่งสัญญาณเหล่านั้นกลับลงมา จึงมีช่วงขั้นต่ำประมาณ 1,000 กิโลเมตร”
สถานีรับสัญญาณประกอบด้วยเสาอากาศคู่ 480 คู่ที่จัดเรียงเป็นเส้นคู่ขนานสองเส้นตามแนวทะเลทรายสีแดง แต่ละอันยาว 3 กม. พวกเขาอาศัยเอฟเฟกต์ดอปเปลอร์ ซึ่งวัตถุที่เคลื่อนที่เข้าหาเรดาร์จะส่งเสียงสะท้อนความถี่ที่สูงกว่าวัตถุที่เคลื่อนที่ออกไป นั่นคือสัญญาณจะผ่านการเปลี่ยนเฟส
“เราส่งสัญญาณออกไป และหากเป้าหมายเคลื่อนเข้าหาหรืออยู่ห่างจากเรา เราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงของดอปเปลอร์ เมื่อเวลาผ่านไป เราสามารถพัฒนาทิศทางเป้าหมายและความเร็วเพื่อพัฒนาเส้นทางเป้าหมาย” Wynd กล่าว
การหักเหของสัญญาณนอกไอโอสเฟียร์ทำให้เรดาร์มองเห็นเหนือขอบฟ้า แต่การเคลื่อนที่ของไอโอโนสเฟียร์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณ เช่นเดียวกับการสะท้อนจากพื้นผิวโลก ภาพตัดขวางเรดาร์ของพื้นผิวโลกอาจมีขนาดใหญ่ โดยมากเป็นล้านเท่าของภาพตัดขวางของเป้าหมาย ความใหญ่โตนั้นทำให้เป้าหมายยากต่อการระบุ
“ความท้าทายอย่างหนึ่งที่เรามีคือการแก้ไขเป้าหมายจากความยุ่งเหยิงในเบื้องหลัง” Wynd กล่าว “ถ้าความยุ่งเหยิงสูงเกินไป สัญญาณก็จะหายไป”
นี่คือจุดที่เวลาที่แม่นยำมีความสำคัญจริงๆ ความถี่ของสัญญาณขาออกถูกควบคุมโดยใช้เครื่องหมายของนาฬิกาอ้างอิง ซึ่งปัจจุบันเป็นออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ หากเห็บเหล่านั้นไม่แม่นยำมาก สัญญาณขาออกจะไม่สม่ำเสมอ และวัดการเปลี่ยนแปลงของเสียงสะท้อนที่ย้อนกลับได้ยากขึ้น นอกจากนี้ หากขีดของนาฬิกาที่สถานีส่งและรับสัญญาณไม่ตรงกัน ระบบทั้งหมดจะวัดระยะทางไปยังเป้าหมายอย่างไม่ถูกต้อง
ในทั้งสองสถานการณ์ เรดาร์จะสร้างภาพที่มีเสียงดังขึ้น ซึ่งหมายความว่าเป้าหมายที่เล็กกว่าหรือช้ากว่าจะขยับหรือแยกไม่ออก ในทางกลับกัน ความถี่ในการส่งข้อมูลที่เสถียรและการซิงโครไนซ์ที่ดีขึ้นช่วยให้สามารถวัดการเลื่อนเฟสได้แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งหมายความว่า JORN จะแยกเป้าหมายที่สนใจออกจากความยุ่งเหยิงได้ดีขึ้น
ตามคำกล่าวของกองทัพออสเตรเลีย นาฬิกาแซฟไฟร์เป็น “การก้าวกระโดดครั้งใหญ่” โดยให้ภาพของเป้าหมายที่เคลื่อนที่ช้าหรือไม่แน่นอนซึ่งมีระดับความชัดเจนมากกว่าที่เครื่องกำเนิดควอตซ์จะทำได้สามระดับ ทั้งนี้เนื่องมาจากโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกันของ ควอทซ์ซึ่งทำให้เกิดความถี่เรโซแนนซ์ที่กำหนดไว้น้อยกว่าและดังนั้นจึงมีความบริสุทธิ์ของสเปกตรัมที่ต่ำกว่าในสัญญาณเอาท์พุตของออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ นอกจากนี้ แซฟไฟร์ยังไวต่อการสั่นสะเทือนน้อยกว่าและได้มาในรูปแบบบริสุทธิ์พิเศษได้ง่ายกว่าผลึกแร่อื่นๆ เช่น ราวกับเพชร แม้ว่าความต้องการอุณหภูมิต่ำจะเป็นข้อเสียเมื่อเปรียบเทียบกับควอตซ์ แต่ผลลัพธ์ก็บ่งบอกด้วยตัวมันเอง Wynd ยืนกรานว่า “นี่คือความแตกต่างระหว่างทีวีพลาสม่าเมื่อ 15 ปีที่แล้วกับสิ่งที่คุณเห็นในทีวี ultra-HD ในตอนนี้” . “นาฬิกาเรือนนี้ให้ภาพที่ชัดเจนขึ้น”

slot

นาฬิกาแซฟไฟร์ช่วยให้เรดาร์สามารถแสดงเป้าหมายที่เคลื่อนที่ช้าหรือเคลื่อนที่ไม่ได้ด้วยความชัดเจนสามลำดับของขนาดที่ชัดเจนกว่าที่ออสซิลเลเตอร์ควอตซ์สามารถทำได้
อย่างไรก็ตาม ขนาดที่แท้จริงของสถานีรับสัญญาณของ JORN ทำให้เกิดปัญหาอีกอย่างหนึ่ง คลื่นที่ย้อนกลับมาจากมุมที่ต่างกัน ทำให้พวกมันกระทบกับเสาอากาศคู่ในเวลาที่ต่างกันเล็กน้อย
“เรามีอาเรย์ระยะ 3 กิโลเมตรที่ล็อกไว้” Wynd กล่าว “ถ้าเป้าหมายอยู่ทางซ้าย 30 องศา แนวคลื่นจะชนเสาอากาศคู่ด้านซ้ายเร็วกว่าคู่ถัดไปเล็กน้อย และอื่นๆ”

This entry was posted in Slot and tagged , , , , , . Bookmark the permalink.