Quantum cryptography: సూపర్ కంప్యూటర్ల నుంచి మన డిజిటల్ భద్రత ఎలా? క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీపై ఐడియా ఉందా?

Quantum cryptography

ప్రస్తుతం మనం ఉపయోగిస్తున్న ఇంటర్నెట్, బ్యాంకింగ్, కమ్యూనికేషన్స్ , జాతీయ భద్రతా వ్యవస్థలు అన్నీ క్రిప్టోగ్రఫీ (Cryptography) అనే సాంకేతికతపై ఆధారపడి ఉన్నాయి. ఈ క్రిప్టోగ్రఫీలో RSA , ECC వంటి అల్గారిథమ్‌లు కీలకం. ఇవి పెద్ద సంఖ్యలను విడగొట్టడం (Factorization) చాలా కష్టమనే గణిత సూత్రంపై ఆధారపడతాయి. అయితే, ఈ భద్రతా వ్యవస్థకు అతిపెద్ద ముప్పు క్వాంటం కంప్యూటింగ్ (Quantum Computing) రూపంలో పొంచి ఉంది.దీనిని క్వాంటం ముప్పు (The Quantum Threat) అంటారు.

సాధారణ (క్లాసికల్) కంప్యూటర్లు బిట్స్ (0 లేదా 1) ఆధారంగా పనిచేస్తాయి, కానీ క్వాంటం కంప్యూటర్లు క్యూబిట్స్ (Qubits) ఆధారంగా పనిచేస్తాయి. క్యూబిట్స్ ఒకేసారి 0 , 1 రెండింటి స్థితిలో ఉండగలవు.

షోర్ అల్గారిథమ్ .. క్వాంటం కంప్యూటర్ల కోసం పీటర్ షోర్ అనే శాస్త్రవేత్త రూపొందించిన ఈ అల్గారిథమ్, ప్రస్తుతం క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ(quantum cryptography)లో ఉపయోగిస్తున్న RSA వంటి సాంకేతికతను కొన్ని సెకన్లలోనే ఛేదించగలదు.

ముప్పు యొక్క తీవ్రత.. తగినంత పెద్ద క్వాంటం కంప్యూటర్ (సుమారు 4000 క్యూబిట్స్) అభివృద్ధి చేయబడిన వెంటనే, ప్రపంచంలోని అన్ని ఎన్‌క్రిప్టెడ్ డేటా – బ్యాంక్ లావాదేవీలు, ప్రభుత్వ రహస్యాలు, వ్యక్తిగత ఇమెయిల్‌లు – ఎటువంటి కష్టం లేకుండా హ్యాక్ చేయబడతాయి. ఈ రోజు మనం నిక్షిప్తం చేసే డేటాను, భవిష్యత్తులోని క్వాంటం కంప్యూటర్లు ఛేదించగలవు. దీనినే “హార్వెస్ట్ నౌ, డెక్రిప్ట్ లేటర్” అనే వ్యూహం అంటారు.

క్వాంటం సురక్షిత క్రిప్టోగ్రఫీ(Quantum cryptography)..
ఈ ముప్పును ఎదుర్కోవడానికి శాస్త్రవేత్తలు, ప్రభుత్వాలు పోస్ట్-క్వాంటం క్రిప్టోగ్రఫీ (Post-Quantum Cryptography – PQC) లేదా క్వాంటం రెసిస్టెంట్ అల్గారిథమ్స్ అభివృద్ధిపై దృష్టి సారించాయి.

లాటిస్-ఆధారిత క్రిప్టోగ్రఫీ (Lattice-Based Cryptography).. PQCలో అత్యంత ఆశావహంగా ఉన్న అల్గారిథమ్‌లలో ఇది ఒకటి. ఇది క్వాంటం కంప్యూటర్లు కూడా పరిష్కరించడానికి కష్టంగా ఉండే బహుళ డైమెన్షనల్ జ్యామితీయ సమస్యలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

హ్యాష్-ఆధారిత సంతకాలు (Hash-Based Signatures).. ఇవి మెర్కిల్ ట్రీస్ (Merkle Trees) వంటి సాంకేతికతను ఉపయోగించి, క్వాంటం కంప్యూటర్లు తక్షణమే ఛేదించలేని డిజిటల్ సంతకాలను సృష్టిస్తాయి.

క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (QKD).. ఇది భవిష్యత్తు కోసం అత్యంత సురక్షితమైన మార్గం. QKD అనేది గణిత సమస్యలపై కాకుండా, భౌతిక శాస్త్ర నియమాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కమ్యూనికేషన్ ఛానెల్‌లో ఎవరైనా గూఢచర్యం చేయాలని ప్రయత్నిస్తే, భౌతిక శాస్త్ర నియమాల ప్రకారం ఆ సమాచారం వెంటనే దానంతటదే చెడిపోతుంది. దీని ద్వారా పంపేవారికి, అందుకునేవారికి ఆ ప్రయత్నం గురించి వెంటనే తెలుస్తుంది.

ప్రస్తుతం, వివిధ దేశాల జాతీయ ప్రమాణాల సంస్థలు (ఉదాహరణకు, అమెరికాలోని NIST) PQC అల్గారిథమ్‌లను ప్రామాణీకరించే పనిలో ఉన్నాయి. ప్రపంచంలోని అన్ని సాఫ్ట్‌వేర్ ,హార్డ్‌వేర్ వ్యవస్థలు రాబోయే 10-15 సంవత్సరాలలో ఈ కొత్త ప్రమాణాలకు మారాల్సి ఉంటుంది.

క్వాంటం కంప్యూటర్ల రాక అనేది డిజిటల్ భద్రతకు ఒక కొత్త శకానికి నాంది. పాత ఎన్‌క్రిప్షన్ పద్ధతులు త్వరలో పనికి రాకుండా పోతాయి. క్వాంటం రెసిస్టెంట్ అల్గారిథమ్‌లు , QKD వంటి సాంకేతికతలను త్వరగా స్వీకరించడం ద్వారానే మన వ్యక్తిగత , జాతీయ భద్రతను మనం భవిష్యత్తు యొక్క సూపర్-కంప్యూటింగ్‌ ముప్పు నుంచి రక్షించుకోగలం.

Sonic healing: మనసుపై అరుదైన సంగీత తరంగాల ప్రభావం.. ఏంటీ సోనిక్ హీలింగ్?