Компания Positive Technologies в партнерстве с qApp, QBoard и Российским квантовым центром подготовила аналитический отчет “Безопасность квантовых технологий в IT“. В данной статье мы представим краткий обзор ключевых моментов этого отчета, охватывающего текущее состояние квантовых технологий, перспективы их развития и связанные с ними вызовы в области кибербезопасности.

Ключ

1. Квантовые вычисления: Компьютеры и эм
2. Квантовые коммуникации: Защита данных с помощью квантового распределения ключей (QKD) и других методов.
3. Квантовые датчики: Высокоточные измерительные устройства, основанные на квант
4. Постквантовая криптография: Разработка алгоритмов шифрования, устойчивых к атакам с использованием квантовых компьютеров.

Ландшафт угроз квантовых компьютеров:

• Физический уровень: нестабильность кубитов, ошибки вентилей, перекрестные помехи.
• Уровень цепей: кража конфиденциальной информации, использование ненадежных компиляторов.
• Программное обеспечение и приложения: внедрение вредоносного кода, атаки по цепочке поставок.
• Облачные сервисы квантовых вычислений (QCaaS): неправильная конфигурация, уязвимости, атаки типа “отказ в обслуживании”.

Атаки на квантовые нейронные сети:

• Атаки по перекрестным помехам: нарушение процесса обучения и снижение точности классификации.
• Бэкдорные атаки: внедрение вредоносного кода в нейронные сети.

Квантовые коммуникации и постквантовая криптография:

• Квантовое распределение ключей (QKD) для безопасного обмена криптографическими ключами.
• Атаки на QKD: разделение числа фотонов, ослепление детектора, атаки на псевдослучайные генераторы.
• Постквантовая криптография: разработка алгоритмов шифрования, устойчивых к квантовым атакам.

Применение квантовых технологий:

• Промышленность: оптимизация процессов, моделирование материалов, разработка новых соединений.
• Здравоохранение: ускорение разработки лекарств, персонализированная медицина, анализ генетических данных.
• Финансы: оптимизация портфелей, оценка рисков, ускорение транзакций.
• Транспорт и логистика: оптимизация маршрутов, управление трафиком.

Национальные инициативы и стандартизация:

• Страны, включая США, Китай, Великобританию, Германию и Россию, запустили национальные программы развития квантовых технологий.
• Ведется работа по стандартизации квантовых коммуникаций и постквантовой криптографии (ISO, ETSI, NIST).
• Россия разрабатывает собственные стандарты и алгоритмы постквантовой криптографии (ТК 26, Национальный технологический центр цифровой криптографии).

Выводы:

Квантовые технологии открывают огромные возможности, но также создают новые вызовы в области кибербезопасности. Необходимы дальнейшие исследования для разработки методов защиты квантовых систем, создания стандартов и подготовки квалифицированных кадров. Международное сотрудничество играет ключевую роль в обеспечении безопасного развития квантовых технологий.