पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी क्या है और यह क्यों महत्वपूर्ण है?

जब हम क्रिप्टोग्राफी के बारे में बात करते हैं तो ज्यादातर लोग अक्सर गुप्त संगठनों या गहरे प्रतिष्ठानों के बारे में सोचते हैं। संक्षेप में, क्रिप्टोग्राफी केवल जानकारी को सुरक्षित और एन्क्रिप्ट करने का एक साधन है।

उदाहरण के लिए, यदि आप इस वेबसाइट के URL (एड्रेस बार में) के बाईं ओर देखते हैं, तो आपको एक छोटा पैडलॉक चिन्ह दिखाई देगा। पैडलॉक इंगित करता है कि साइट पर और साइट से भेजी गई जानकारी को एन्क्रिप्ट करने के लिए साइट HTTPS प्रोटोकॉल का उपयोग करती है, व्यक्तिगत विवरण और क्रेडिट कार्ड की जानकारी जैसी संवेदनशील जानकारी की रक्षा करती है।

हालाँकि, क्वांटम क्रिप्टोग्राफी काफी अधिक उन्नत है, और ऑनलाइन सुरक्षा को हमेशा के लिए बदल देगी।

पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी क्या है?

पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी को बेहतर ढंग से समझने के लिए, सबसे पहले यह जानना महत्वपूर्ण है कि क्वांटम कंप्यूटर क्या हैं। क्वांटम कंप्यूटर अत्यंत शक्तिशाली मशीनें हैं जो क्वांटम भौतिकी का उपयोग सूचनाओं को संग्रहीत करने और अविश्वसनीय तेज गति से गणना करने के लिए करती हैं।

पारंपरिक कंप्यूटर सूचनाओं को बाइनरी में संग्रहीत करता है, जो केवल 0s और 1s का एक गुच्छा है। क्वांटम कंप्यूटिंग में, जानकारी को "qubits" में संग्रहित किया जाता है। ये क्वांटम भौतिकी के गुणों का लाभ उठाते हैं, जैसे कि एक इलेक्ट्रॉन की गति या शायद जिस तरह से एक तस्वीर उन्मुख होती है।

इन्हें विभिन्न व्यवस्थाओं में व्यवस्थित करके, क्वांटम कंप्यूटर बहुत तेज़ी से सूचनाओं को संग्रहीत और एक्सेस कर सकते हैं। संक्षेप में, qubits की व्यवस्था हमारे ब्रह्मांड में परमाणुओं की तुलना में अधिक संख्याओं को संग्रहीत कर सकती है।

इसलिए, यदि आप किसी बाइनरी कंप्यूटर से सिफर को तोड़ने के लिए क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग करते हैं, तो इसे क्रैक होने में अधिक समय नहीं लगेगा। जबकि क्वांटम कंप्यूटर अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली हैं, उनके बाइनरी समकक्षों में अभी भी कुछ मामलों में बढ़त है।

शुरुआत के लिए, गर्मी या विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कंप्यूटर के क्वांटम गुणों को प्रभावित कर सकते हैं। इस प्रकार, उनका उपयोग आम तौर पर सीमित होता है और इसे बहुत सावधानी से नियंत्रित किया जाना चाहिए। यह कहना आसान है क्वांटम कंप्यूटिंग दुनिया बदल रही है.

अब, जबकि क्वांटम कंप्यूटर एन्क्रिप्शन के लिए एक महत्वपूर्ण खतरा पैदा करते हैं, अभी भी उपयुक्त बचाव हैं। पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी नए सिफर या क्रिप्टोग्राफिक तकनीकों के विकास को संदर्भित करता है जो क्वांटम कंप्यूटर से क्रिप्टोएनालिटिक हमलों से बचाते हैं।

यह बाइनरी कंप्यूटरों को अपने डेटा की सुरक्षा करने की अनुमति देता है, जिससे यह क्वांटम कंप्यूटरों के हमलों के लिए अभेद्य हो जाता है। जैसे-जैसे हम अधिक सुरक्षित, अधिक मजबूत डिजिटल भविष्य की ओर बढ़ते हैं, पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी तेजी से महत्वपूर्ण होती जा रही है।

क्वांटम मशीनों ने पहले ही कई असममित एन्क्रिप्शन तकनीकों को तोड़ दिया है, जो मुख्य रूप से शोर के एल्गोरिदम पर निर्भर हैं।

पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी का महत्व

2016 में वापस, इंसब्रुक विश्वविद्यालय और एमआईटी के शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया कि क्वांटम कंप्यूटर पारंपरिक कंप्यूटरों द्वारा विकसित किसी भी सिफर के माध्यम से आसानी से टूट सकते हैं। वे से अधिक शक्तिशाली हैं सुपर कंप्यूटर, बेशक।

उसी वर्ष के भीतर, राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) ने नए सिफर के लिए सबमिशन स्वीकार करना शुरू कर दिया जो सार्वजनिक एन्क्रिप्शन की जगह ले सकता था। नतीजतन, कई बचाव विकसित किए गए थे।

उदाहरण के लिए, डिजिटल कुंजी के आकार को दोगुना करने का एक आसान तरीका है ताकि आवश्यक क्रमपरिवर्तन की संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि हो, खासकर एक क्रूर बल हमले के मामले में।

बस कुंजी आकार को 128 से 256 बिट तक दोगुना करने से क्वांटम कंप्यूटर के लिए क्रमपरिवर्तन की संख्या का वर्ग हो जाएगा जो ग्रोवर के एल्गोरिथम का उपयोग करता है, जो असंरचित के माध्यम से खोज करने के लिए सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला एल्गोरिथम है डेटाबेस।

वर्तमान में, एनआईएसटी गोद लेने और मानकीकरण के लिए एक को चुनने के उद्देश्य से कई तकनीकों का परीक्षण और विश्लेषण कर रहा है। प्राप्त मूल 69 प्रस्तावों में से संस्थान ने पहले ही इसे 15. तक सीमित कर दिया.

क्या कोई पोस्ट-क्वांटम एल्गोरिदम है? क्या AES-256 एन्क्रिप्शन पोस्ट-क्वांटम सुरक्षित है?

अब "क्वांटम-प्रतिरोधी" एल्गोरिदम के विकास पर एक महत्वपूर्ण ध्यान दिया गया है।

उदाहरण के लिए, AES-256 एन्क्रिप्शन, आजकल व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसे आमतौर पर क्वांटम-प्रतिरोधी माना जाता है। इसका सममित एन्क्रिप्शन अभी भी अविश्वसनीय रूप से सुरक्षित है। उदाहरण के लिए, एक क्वांटम कंप्यूटर जो एईएस-128 सिफर को डिक्रिप्ट करने के लिए ग्रोवर के एल्गोरिदम का उपयोग करता है, हमले के समय को 2^64 तक कम कर सकता है, जो अपेक्षाकृत असुरक्षित है।

एईएस-256 एन्क्रिप्शन के मामले में, यह 2^128 होगा, जो अभी भी अविश्वसनीय रूप से मजबूत है। एनआईएसटी बताता है कि पोस्ट-क्वांटम एल्गोरिदम आम तौर पर तीन श्रेणियों में से एक में आते हैं:

• जाली-आधारित सिफर—जैसे कि किबर या डिलिथियम।
• कोड-आधारित सिफर—जैसे मैकएलीस सार्वजनिक-कुंजी क्रिप्टोसिस्टम जो गोपा कोड का उपयोग करता है।
• हैश-आधारित फ़ंक्शन—जैसे लैम्पपोर्ट डिफ़ी वन-टाइम सिग्नेचर सिस्टम।

इसके अलावा, कई ब्लॉकचेन डेवलपर्स क्वांटम क्रिप्टोएनालिटिक हमलों के लिए क्रिप्टोक्यूरेंसी प्रतिरोधी बनाने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।

क्या आरएसए पोस्ट-क्वांटम सुरक्षित है?

RSA एक असममित एल्गोरिथम है जिसे कभी अविश्वसनीय रूप से सुरक्षित माना जाता था। द साइंटिफिक अमेरिकन ने 1977 में एक शोध पत्र प्रकाशित किया, जिसमें दावा किया गया था कि RSA-129 एन्क्रिप्शन को क्रैक करने में 40 क्वाड्रिलियन वर्ष लगेंगे।

1994 में, बेल लैब्स के लिए काम कर रहे एक गणितज्ञ पीटर शोर ने एक एल्गोरिथम बनाया जिसने प्रभावी रूप से आरएसए एन्क्रिप्शन को विफलता के लिए बर्बाद कर दिया। कुछ साल बाद, क्रिप्टोग्राफरों की एक टीम ने छह महीने के भीतर इसे तोड़ दिया।

आज, अनुशंसित RSA एन्क्रिप्शन RSA-3072 है, जो 112 बिट सुरक्षा प्रदान करता है। RSA-2048 को अभी तक क्रैक नहीं किया गया है, लेकिन यह केवल समय की बात है।

वर्तमान में, एसएसएल हैंडशेक सहित वेब पर सभी एन्क्रिप्टेड कनेक्शनों में से 90% से अधिक, आरएसए -2048 पर निर्भर हैं। आरएसए का उपयोग डिजिटल हस्ताक्षरों को प्रमाणित करने के लिए भी किया जाता है, जिसका उपयोग फर्मवेयर अपडेट को आगे बढ़ाने के लिए किया जाता है, या ईमेल को प्रमाणित करने जैसे सांसारिक कार्यों के लिए किया जाता है।

समस्या यह है कि कुंजी आकार में वृद्धि आनुपातिक रूप से सुरक्षा को बढ़ावा नहीं देती है। शुरुआत के लिए, आरएसए 2048 अपने पूर्ववर्ती की तुलना में चार अरब गुना अधिक मजबूत है। लेकिन, RSA 3072 केवल 65k गुना मजबूत है। प्रभावी रूप से, हम 4,096 पर RSA एन्क्रिप्शन सीमा तक पहुंच जाएंगे।

क्रिप्टोग्राफिक विश्लेषकों ने एक श्रृंखला भी जारी की है आरएसए पर हमला करने के विभिन्न तरीके और बताया कि वे कितने प्रभावी हो सकते हैं। बात यह है कि, आरएसए अब एक तकनीकी डायनासोर है।

यह वर्ल्ड वाइड वेब के आगमन से भी पुराना है जैसा कि हम जानते हैं। अब, यह उल्लेख करना भी उचित है कि हमने अभी तक क्वांटम सर्वोच्चता हासिल नहीं की है, जिसका अर्थ है कि एक क्वांटम कंप्यूटर एक ऐसा कार्य करने में सक्षम होगा जो एक सामान्य कंप्यूटर नहीं कर सकता।

हालांकि, यह अगले 10-15 वर्षों के भीतर अपेक्षित है। Google और IBM जैसी कंपनियां पहले से ही दरवाजे पर दस्तक दे रही हैं।

हमें पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी की आवश्यकता क्यों है?

कभी-कभी, नया करने का सबसे अच्छा तरीका एक अधिक शक्तिशाली समस्या पेश करना है। पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के पीछे की अवधारणा कंप्यूटर द्वारा गणितीय समस्याओं को हल करने के तरीके को बदलना है।

अधिक सुरक्षित संचार प्रोटोकॉल और सिस्टम विकसित करने की भी आवश्यकता है जो क्वांटम कंप्यूटिंग की शक्ति का लाभ उठा सकते हैं और यहां तक ​​​​कि उनसे रक्षा भी कर सकते हैं। वीपीएन प्रदाताओं सहित कई कंपनियां, वीपीएन जारी करने पर भी काम कर रही हैं जो अब क्वांटम-सुरक्षित हैं!

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