पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी क्या है?

आप शास्त्रीय क्रिप्टोग्राफी की अवधारणा से परिचित हो सकते हैं, जो एन्क्रिप्शन का प्रकार है जिसका हम हर दिन उपयोग करते हैं। आपने क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के बारे में भी सुना होगा जो क्वांटम कंप्यूटर और क्वांटम यांत्रिक प्रभावों का उपयोग करता है। जबकि ये दोनों अपने आप में महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकियां हैं, क्लासिकल क्रिप्टोग्राफी लगभग इन तकनीकों को रेखांकित करती है आधुनिक संचार प्रौद्योगिकी की संपूर्णता, पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी वास्तव में एक महत्वपूर्ण कदम है जो ऐसा नहीं है व्यापक परिचय। क्वांटम एन्क्रिप्शन के बाद पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी को अगली सबसे बड़ी चीज नहीं माना जाता है। इसके बजाय, यह क्रिप्टोग्राफी का वर्ग है जो अभी भी ऐसी दुनिया में प्रासंगिक है जहां शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर मौजूद हैं।

क्वांटम स्पीडअप

शास्त्रीय क्रिप्टोग्राफी मूल रूप से गणित की विभिन्न समस्याओं की एक छोटी संख्या पर आधारित है। इन समस्याओं को सावधानी से चुना गया है क्योंकि जब तक आप विशिष्ट जानकारी नहीं जानते हैं तब तक वे बेहद कठिन हैं। कंप्यूटर के साथ भी, गणित की ये समस्याएं काफी कठिन साबित होती हैं। 2019 में एक अध्ययन ने 795-बिट RSA कुंजी को तोड़ने के लिए 900 CPU कोर वर्ष बिताए। एक 1024-बिट आरएसए कुंजी को तोड़ने के लिए 500 गुना अधिक प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता होगी। इसके अतिरिक्त, 2048-बिट RSA के पक्ष में 1024-बिट RSA कुंजियों को हटा दिया गया है जिसे तोड़ना व्यावहारिक रूप से असंभव होगा।

समस्या यह है कि क्वांटम कंप्यूटर सामान्य कंप्यूटरों की तुलना में बिल्कुल अलग तरीके से काम करते हैं। इसका मतलब यह है कि कुछ चीजें जो सामान्य कंप्यूटरों के लिए मुश्किल होती हैं, क्वांटम कंप्यूटरों के लिए करना बहुत आसान होता है। दुर्भाग्य से, क्रिप्टोग्राफी में उपयोग की जाने वाली गणित की कई समस्याएं इसके सटीक उदाहरण हैं। पर्याप्त शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर तक पहुंच मानते हुए, आधुनिक उपयोग में सभी असममित एन्क्रिप्शन इस क्वांटम स्पीड-अप के लिए असुरक्षित हैं।

परंपरागत रूप से, यदि आप एन्क्रिप्शन की सुरक्षा बढ़ाना चाहते हैं, तो आपको केवल लंबी कुंजियों की आवश्यकता होगी। यह मानता है कि एल्गोरिथम के साथ और अधिक मौलिक मुद्दे नहीं हैं और इसे लंबी कुंजियों का उपयोग करने के लिए बढ़ाया जा सकता है, लेकिन सिद्धांत कायम है। सुरक्षा के प्रत्येक अतिरिक्त बिट के लिए, कठिनाई दोगुनी हो जाती है, इसका मतलब है कि 1024-बिट से 2048-बिट एन्क्रिप्शन पर जाना एक बड़ी कठिनाई है। यह घातीय कठिनाई वृद्धि, हालांकि, क्वांटम कंप्यूटरों पर चलने पर इन समस्याओं पर लागू नहीं होती है, जहां कठिनाई तेजी से नहीं बल्कि लघुगणकीय रूप से बढ़ती है। इसका मतलब है कि आप केवल कुंजी की लंबाई को दोगुना नहीं कर सकते हैं और अगले दशक की कंप्यूटिंग शक्ति में वृद्धि के लिए ठीक हो सकते हैं। सारा खेल खत्म हो गया है और एक नई व्यवस्था की जरूरत है।

आशा की किरण

दिलचस्प है, सभी आधुनिक सममित एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम भी प्रभावित होते हैं लेकिन बहुत कम डिग्री तक। आरएसए जैसे असममित सिफर की प्रभावी सुरक्षा वर्गमूल से कम हो जाती है। एक 2048-बिट आरएसए कुंजी क्वांटम कंप्यूटर के विरुद्ध 45 या इतने ही बिट्स की सुरक्षा के बराबर प्रदान करती है। एईएस जैसे सममित एल्गोरिदम के लिए, प्रभावी सुरक्षा "केवल" आधी है। 128-बिट एईएस को सामान्य कंप्यूटर के मुकाबले सुरक्षित माना जाता है, लेकिन क्वांटम कंप्यूटर के खिलाफ प्रभावी सुरक्षा सिर्फ 64 बिट है। यह इतना कमजोर है कि इसे असुरक्षित माना जा सकता है। हालाँकि, कुंजी के आकार को 256 बिट्स तक दोगुना करके समस्या को हल किया जा सकता है। एक 256-बिट एईएस कुंजी पर्याप्त शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर के खिलाफ भी 128-बिट सुरक्षा प्रदान करती है। यह सुरक्षित माने जाने के लिए पर्याप्त है। इससे भी बेहतर, 256-बिट एईएस पहले से ही सार्वजनिक रूप से उपलब्ध है और उपयोग में है।

युक्ति: सममित और असममित एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम द्वारा प्रदान की जाने वाली सुरक्षा के बिट सीधे तुलनीय नहीं हैं।

संपूर्ण "पर्याप्त शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर" चीज़ को सटीक रूप से परिभाषित करना थोड़ा कठिन है। इसका अर्थ है कि एक क्वांटम कंप्यूटर को एन्क्रिप्शन कुंजी को तोड़ने के लिए आवश्यक सभी राज्यों को ट्रैक करने में सक्षम होने के लिए पर्याप्त मात्रा में स्टोर करने में सक्षम होना चाहिए। खास बात यह है कि अभी तक किसी के पास भी ऐसा करने की तकनीक नहीं है। समस्या यह है कि हम नहीं जानते कि कोई उस तकनीक को कब विकसित करेगा। यह पाँच वर्ष, दस वर्ष या इससे अधिक भी हो सकता है।

यह देखते हुए कि क्रिप्टोग्राफी के लिए उपयुक्त कम से कम एक प्रकार की गणित की समस्या है जो विशेष रूप से क्वांटम कंप्यूटरों के लिए असुरक्षित नहीं है, यह मान लेना सुरक्षित है कि अन्य भी हैं। वास्तव में कई प्रस्तावित एन्क्रिप्शन योजनाएँ हैं जो क्वांटम कंप्यूटरों के सामने भी उपयोग करने के लिए सुरक्षित हैं। इन पोस्ट-क्वांटम एन्क्रिप्शन योजनाओं को मानकीकृत करने और उनकी सुरक्षा को साबित करने की चुनौती है।

निष्कर्ष

पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी क्रिप्टोग्राफी को संदर्भित करता है जो शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटरों के सामने भी मजबूत रहता है। क्वांटम कंप्यूटर कुछ प्रकार के एन्क्रिप्शन को अच्छी तरह से तोड़ने में सक्षम हैं। शोर के एल्गोरिथ्म के लिए धन्यवाद, वे सामान्य कंप्यूटरों की तुलना में बहुत तेज कर सकते हैं। स्पीड-अप इतना बढ़िया है कि व्यावहारिक रूप से इसका मुकाबला करने का कोई तरीका नहीं है। इस प्रकार, संभावित क्रिप्टोग्राफिक योजनाओं की पहचान करने का प्रयास चल रहा है जो इस घातीय गति-अप के प्रति संवेदनशील नहीं हैं और क्वांटम कंप्यूटरों तक खड़े हो सकते हैं।

यदि भविष्य के क्वांटम कंप्यूटर वाले किसी व्यक्ति के पास बहुत पुराना ऐतिहासिक डेटा है जिसे वे आसानी से क्रैक कर सकते हैं, तब भी वे बहुत नुकसान कर सकते हैं। क्वांटम कंप्यूटर के निर्माण, रखरखाव और उपयोग के लिए आवश्यक उच्च लागत और तकनीकी कौशल के साथ अपराधियों द्वारा उनका उपयोग किए जाने की बहुत कम संभावना है। सरकारें, और नैतिक रूप से अस्पष्ट मेगा-कॉर्पोरेशन, हालांकि, संसाधन हैं और अधिक अच्छे के लिए उनका उपयोग नहीं कर सकते हैं। भले ही ये शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर अभी मौजूद नहीं हैं, फिर भी इसे स्थानांतरित करना महत्वपूर्ण है व्यापक ऐतिहासिकता को रोकने के लिए पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी को जल्द से जल्द ऐसा करना सुरक्षित दिखाया जाता है डिक्रिप्शन।

कई पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी उम्मीदवार जाने के लिए अनिवार्य रूप से तैयार हैं। समस्या यह है कि यह साबित करना कि वे सुरक्षित हैं पहले से ही नारकीय रूप से कठिन था जब आपको मन-मुटाव वाले जटिल क्वांटम कंप्यूटरों के लिए अनुमति नहीं देनी थी। व्यापक उपयोग के लिए सर्वोत्तम विकल्पों की पहचान करने के लिए बहुत सारे शोध चल रहे हैं। समझने वाली एक महत्वपूर्ण बात यह है कि पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी एक सामान्य कंप्यूटर पर चलती है। यह इसे क्वांटम क्रिप्टोग्राफी से अलग करता है जिसे क्वांटम कंप्यूटर पर चलाने की आवश्यकता होती है।