요약

이 기사에서 NSA (National Security Agency)는 Quantum Computing이 공공 키 암호화에 미치는 잠재적 영향에 대해 논의합니다. NSA는 전류 암호화 방법을 깨뜨릴 수있는 양자 컴퓨터가 개발 될지 확실하지 않다고 명시하고 있습니다. 그러나이 기관은 미래의 양자 컴퓨터에 대응하기위한 새로운 기술을 고려하고 개발하는 것이 중요하다고 제안합니다. 또한이 기사는 최근 몇 년 동안 양자 컴퓨팅 분야에서 이루어진 진전과 공개 키 암호화에 발생하는 잠재적 위험을 강조합니다.

1. NSA는 “암호화 적으로 관련된 양자 컴퓨터”의 위협에 대해 걱정하고 있습니까??

NSA는 공개 키 암호화를 악용 할 수있는 양자 컴퓨터가 존재하는지 또는시기를 알지 못한다고 말합니다.

2. NSA가 2014 년 양자 컴퓨터 조사에 8 천만 달러를 지출 한 이유?

이 기사는 현재 암호화 방법을 깨뜨릴 수있는 양자 컴퓨터를 개발하는 것을 목표로하는 “Net the Net 소유”라는 NSA의 연구 프로그램이. 그러나 양자 컴퓨터의 잠재적 위협에 대한 기관의 입장은 그 이후로 진화 한 것 같습니다.

삼. 양자 내성 기술의 사용을 제안함으로써 NSA는 무엇을 의미합니까??

NSA는 암호적으로 관련된 양자 컴퓨터의 개발을 알고 있거나 하나를 개발하는 경로에 있다는 것을 암시합니다. 양자 내성 기술의 사용을 제안함으로써, 기관은 다른 사람들이 악의적 인 행위자들이 개발 한 양자 컴퓨터의 잠재적 위협에 대비할 것을 경고 할 수 있습니다.

4. 양자 컴퓨터는 특정 문제를 해결하는 데 얼마나 효과적입니까??

Security Shop Forcepoint의 글로벌 정부 부사장 인 Eric Trexler에 따르면, Quantum Computers는 공개 키 비대칭 암호화를 포함하여 특정 문제를 해결하는 데 효과가 있음을 보여주었습니다.

5. 공개 키 암호화 란 무엇입니까??

공개 키 암호화는 타사 스누핑으로부터 브라우저 데이터를 보호하는 데 사용되는 TLS 및 SSL 프로토콜과 같은 강력한 암호화에 의존합니다.

6. 암호화 적으로 관련된 양자 컴퓨터의 잠재적 영향은 무엇입니까??

암호화 적으로 관련된 양자 컴퓨터가 개발되면 비대칭 키 교환 및 디지털 서명에 사용되는 널리 배포 된 공개 키 알고리즘을 약화시킬 수 있습니다.

7. 양자 컴퓨터의 오늘날의 암호화에 대한 현재 위협이 있습니까??

Quantum Computer의 개발에서 진행중인 진전이 있지만 NSA는 AES-256 및 SHA-384와 같은 암호화 알고리즘이 대규모 양자 컴퓨터의 공격에 대해 안전하다고 보증합니다.

8. NSA가 양자 컴퓨팅 위협에 대응하기위한 노력은 무엇입니까??

NSA는 2016 년부터 “양자 내성 공개 키”알고리즘을 연구하고 있습니다. 그러나이 기관은 현재 펌웨어에 대한 상태의 해시 서명을 제외하고는 공급 업체가 채택 해야하는 상업 알고리즘이 없다고 명시하고 있습니다.

9. 현재 암호화는 혁신으로부터 안전합니다?

Sectigo의 CTO 인 Jason Soroko는 양자 컴퓨터만으로 공개 키 암호화를 깨뜨리지 않는다고 제안합니다. 많은 수의 주요 요인을 계산할 수있는 Shor 알고리즘의 구현은 전류 암호화의 효율적인 암호 해독을 위해 필요합니다.

10. 양자 암호화에는 주목할만한 발전이 있습니까??

이 기사는 미국과의 기술 파트너십 덕분에 양자 암호화의 대규모 채택에 대한 한국의 계획에 대해 언급합니다. 또한 Boffins (과학자)는 미래의 구름을 암호화하기 위해 양자 물리학의 사용을 연구하고 있습니다.

결론

암호화 적으로 관련된 양자 컴퓨터의 잠재적 위협에 대한 NSA의 입장은 여전히 ​​불확실합니다. 이 기관은 양자 컴퓨팅의 진전을 인정하지만 AES-256 및 SHA-384와 같은 현재 암호화 방법은 대량 양자 컴퓨터의 공격에 안전하다고 생각합니다. 그러나 NSA는 양자 컴퓨팅의 향후 발전을 준비하기 위해 양자 내성 기술을 고려하고 개발할 것을 제안합니다.

NSA가 양자-불일치 미래를 향해 나아가는 방법

“그것’미션 중심 조직에서도 위기를 넘어서 생각하는 연구 조직을 갖는 것이 중요합니다,” Herrera는 말하지만, 그는 이사회가 그 작품의 일부를 “오늘의 위기.” 그것은라는 프로그램을 실행합니다 “통화중인 과학자,” NSA 미션 분석가는 기술적 문제에 직면 한 상태에서 정보를 심문하면서 이메일을 통해 도움을 요청하여 수백 명의 과학자에게 액세스 할 수 있습니다.

NSA : 우리는 ‘Quantum 컴퓨터가 오늘의 공개 키 암호화를 깨뜨릴 수 있을지 모릅니다

미국의 국가 안보국은 양자 암호화에 관한 FAQ를 발표했다.

문서에서 제목이 있습니다 양자 컴퓨팅 및 쿼터 암호화, NSA는 “미래에 수십 년 동안 사용될 시스템에 대한 요구 사항을 오늘날에 생산해야한다고 말했다.”이를 염두에두고, 기관은 양자 컴퓨팅의 가까운 미래에 대한 몇 가지 예측 [PDF]과 암호화에 미치는 영향을 내놓았습니다.

NSA는 “암호화 적으로 관련된 양자 컴퓨터”(CRQC)의 위협에 대해 걱정하고 있습니까?? 분명히 너무 많지는 않습니다.

“NSA는 공개 키 크립 포그 그래피 (CRQC)를 이용할 수있는 충분한 규모와 힘의 양자 컴퓨터가 언제 또는 심지어 존재할 것인지에 대해 알지 못합니다.”2014 년 에이 기관은 그물을 소유하는 프로그램에서 현재 암호화를 분쇄 할 수있는 양자 컴퓨터를 찾는 양자 컴퓨터를 찾는 것으로 8 천만 달러를 뿌렸습니다.

슈퍼 서빙 대행사가 말하는 것은 오늘날의 공개 키 알고리즘을 깨뜨릴 수있는 CRQC가 등장 할 것이라는 점은 주어지지 않지만, 미래 CRQC를 물리 칠 수있는 새로운 기술을 고려하는 것은 나쁜 생각이 아닐 것이지만, 한 사람은 구축되어야합니다.

그것은 NSA가 너무 보이지 않는 힌트를 떨어 뜨리는 것과 거의 같지만 왜 논쟁의 여지가 있는지. CRQC가 있거나 하나로가는 길에 있다면 동맹국, 공급 업체 및 시민들에게 나쁜 사람들도 CRQC를 개발할 경우 양자 저항 기술 사용에 대해 생각하도록 경고하고 싶을 수도 있습니다. 그러나 왜 스파이들이 그들의 손을 팁을 줄 것입니다? 모두 매우 호기심이 많습니다.

양자 컴퓨터의 진보는 지난 몇 년 동안 꾸준히 만들어졌으며, 표준, 클래식 컴퓨팅을 대체하지는 않지만 특정 문제를 해결하는 데 매우 효과적입니다

보안 상점 Forcepoint의 글로벌 정부 부사장 인 Eric Trexler는 레지스터: “양자 컴퓨터의 진보는 지난 몇 년 동안 꾸준히 만들어졌으며, 표준, 클래식 컴퓨팅을 대체하지는 않지만 특정 문제를 해결하는 데 매우 효과적입니다. 여기에는 오늘날 사용중인 두 가지 유형의 암호 시스템 중 하나 인 Public Key 비대칭 암호화가 포함됩니다.”

공개 키 암호화는 전 세계가 타사 스누핑으로부터 브라우저 데이터를 보호하는 데 사용되는 HTTPS 표준을 뒷받침하는 TLS 및 SSL과 같은 강력한 암호화에 의존하는 것입니다.

NSA의 요약에서 CRQC는 존재 해야하는 경우 – “비대칭 키 교환 및 디지털 서명에 사용되는 널리 배포 된 공개 키 알고리즘을 훼손 할 수있을 것입니다.”. 쿼터 후 암호화 산업은 오랫동안 오늘날의 암호화에 대한 즉각적인 위협으로 자신을 묘사하고자했습니다 엘 레그 2019 년에 자세히 설명되어 있습니다.

Cisco의 Talos Infosec Arm의 기술 리더 인 Martin Lee는 “현재 널리 사용되는 암호화 및 해싱 알고리즘은 해결하는 데 시간이 걸리는 특정 수학 계산을 기반으로합니다.”. “양자 컴퓨터의 출현으로, 우리는 이러한 계산이 쉽게 수행 할 수 있고 암호화 소프트웨어가 더 이상 시스템을 보호하지 않을 위험이 있습니다.”

NSA는 국가와 실험실이 암호화 파열 양자 컴퓨터를 구축하기 위해 노력하고 있다는 점을 감안할 때 미국 정부의 민간 공급 업체가 사용하기위한 “양자 내성 공개 키”알고리즘을 연구하고 있으며, 2016 년 이후 쿼터 표준화 노력을 실행했다고 밝혔다. 그러나이 기관은 상업용 공급 업체가 지금 당장 채택해야 할 조류가 없다고 말했다.”

스마트 쿠키는 NSA가 AES-256 및 SHA-384 “대량의 양자 컴퓨터의 공격에 대한 안전을 고려한다는 소식을 듣고 기뻐할 것입니다.”

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“Quantum Safe Cryptography”를 광고하는 공급 업체 인 Sectigo의 CTO 인 Jason Soroko는 NSA 보고서는 현재 암호화 조류가 혁신으로부터 안전하다는 결정적인 증거가 아니라고 말했다.

“Quantum Computer만으로는 공개 키 암호화가 깨지지 않습니다.”라고 그는 말했다’S 알고리즘. 이 알고는 1994 년 MIT 수학 교수에 의해 처음 묘사되었으며 매우 많은 수의 주요 요인을 계산할 수 있습니다. 전류 암호화 알고리즘의 산물의 암호 해독 속도를 높이기위한 중요한 단계.

“양자 저항성 암호화 알고리즘에 대한 작업은 위험에 따라 앞으로 나아가고 있습니다 ‘만능인’ 양자 컴퓨터는 결국 Shor를 구현하기에 충분한 안정적인 큐빗을 갖습니다’S 알고리즘, “계속 소로코. “나는 그것을 생각한다’수학과 엔지니어링의 혁신이 잠재적으로 우리를 놀라게 할 것이라고 가정하는 것이 중요합니다.”

암호화의 발전은 Infosec 세계에 대한 학문적 관심 이상의 것이지만, 주로 인적 요인으로 인해 보안 (및 데이터)이 발생한다는 점이 항상 있습니다. 현재 기업에 가장 큰 위협 인 랜섬웨어는 일반적으로 누군가가 회사 네트워크에서 기계를 패치하거나 해체하는 것을 잊어 버렸기 때문에 또는 누군가가 악의적 인 이메일에서 첨부 파일을 열기 때문에 확산됩니다.

또는 고무 호스 암호화에 대한 오래된 농담이 있습니다.

Talos의 Lee는 다음과 같이 결론을 내 렸습니다 “사용자가 초콜릿에 대한 대가로 또는 매혹적인 피싱 이메일에 대한 대가로 암호를 공개하는 세상에서는 양자 컴퓨터의 위험이 우리의 가장 큰 위협이 아닐 수도 있습니다.” ®

NSA가 양자-불일치 미래를 향해 나아가는 방법

NSA는 미국이 차세대 사이버 보안으로 전진함에 따라 중요한 민간 부문과의 협력을 위해 지속적으로 문을 열었습니다.

Quantum Computing은 고전적인 컴퓨터를 피하는 복잡한 최적화 문제를 해결함으로써 산업을 변화시킬 수있는 빠르게 발전하는 기술입니다. 그러나 양자 컴퓨터가 우리 나라를 보호하는 디지털 인프라에 대해 사용될 때 어떻게 되는가’가장 민감한 데이터? 이것은 NSA (National Security Agency)가 알아보기를 기다리고 있지 않으며 민간 조직도.

양자 컴퓨터는 아 원자 입자의 양자 특성을 활용하여 수많은 계산을 동시에 수행하고 몇 초 만에 오늘날에도 문제를 해결합니다’가장 강력한 슈퍼 컴퓨터는 완료하는 데 수천 년이 걸릴 것입니다. 금융 투자 포트폴리오, 차량 라우팅, 제조 공정, 에너지 자원 할당 및 약물 개발을 최적화하는 데 이러한 컴퓨터의 용도를 고려하면 양자 컴퓨팅의 변형 잠재력이 명확 해집니다. 그러나 이러한 혁명적 인 슈퍼 컴퓨터의 빠른 발전으로 인해 적대적 국가 국가가 현재 양자 컴퓨터를 무기화하기 위해 수십억 달러를 투자함에 따라 방위 부문에서 경보가 발생했습니다.

국방부’S (DoD)의 주요 관심사는 무기화 된 양자 컴퓨터가 민감한 정부 데이터 및 커뮤니케이션을 보호하는 암호화를 중단하는 데 사용될 수 있다는 것입니다. 수천 명의 과학자, 수학자 및 양자 프로그래머가 현재 적대 국가가 고용하여 미국에 대한 양자 위협을 발전시키기 위해. 중요한 디지털 시스템을 방해하고 해독 분류 된 정보를 방해 할 수있는 양자 컴퓨터는 엄청난 국가 안보 위협을 제시합니다. 미국은 양자 위협에 대응하고 디지털 인프라를 강화하기위한 기술을 개발함으로써 응답했습니다. 특히 NSA는 미국의 미래 안보를 보장하는 임무를 맡고 있습니다’ NSS (National Security Systems)에서 양자 저기 솔루션을 구현하여 디지털 인프라.

NSA는 양자 위협을 인식합니다

2015 년 NSA는 NSS를 새로운 양자 기절 암호 스위트로 전환 할 계획을 발표했습니다. 양자 컴퓨터는 여전히 배아 상태에 있었지만 NSA는 양자 컴퓨팅의 위협이 Suite B라고 불리는 이전 암호 스위트를 철회하고 쿼터 시대를 준비하기로 한 결정의 주요 고려 사항이라고 설명했습니다. NSA는 발표에 진술했다, “불행히도, 타원 곡선 사용의 성장은 양자 컴퓨팅에 대한 연구에서 지속적인 진전의 사실에 반대하여 암호화 전략의 재평가가 필요했습니다.” 이 발표는 또한 기관의 궁극적 인 목표는 “잠재적 양자 컴퓨터에 대한 비용 효율적인 보안을 제공하십시오.”

이 발표는 NSA가 Quantum Computing이 암호화에 심각한 위협을 가했다는 사실을 공개적으로 인식 한 것은 이번이 처음이었습니다. 그것’또한 NSA는 비용 효율적인 솔루션을 찾는다는 점에 유의해야합니다. 이것은 의심 할 여지없이 Quantum Cryptography (PQC)로 전환하는 동안 정부 및 민간 부문의 조직에 핵심 장애물이 될 것입니다. 솔루션이 비용 효율적이 되려면 기존 시스템과 호환되어야합니다. 하드웨어를 교체하면 상당한 과제와 비용이 발생합니다. NSA는 NIST (National Institute of Standards Technology)로 연기하여 PQC 솔루션을 연구하고 NSS에 사용하기위한 양자-속성 알고리즘 세트를 마무리했습니다. 이 접근법의 비용 효율성은 각 조직에 크게 의존합니다’기존 시스템을 최소화하여 새로운 알고리즘을 구현하는 능력.

NSA가하지 않는 일

NSA는 Quantum Key Distribution (QKD)을 포함한 양자 측정 솔루션에 대한 많은 옵션을 탐색했습니다. QKD는 주로 광자 채널 (파이버 광학)을 사용하여 광자의 양자 특성을 통해 생성 된 독특한 암호화 키를 보냅니다. QKD에 사용되는 키는 강하지 만 기술은 약한 구현에 취약하여 다양한 양자 및 고전적인 공격에 취약합니다.

보안 취약점 외에도 QKD를 괴롭히는 또 다른 근본적인 문제는 두 지점 간의 연결을 확보하는 데 필요한 전문 하드웨어의 양입니다. NSA는 NSS에서 QKD를 구현하는 데 상당한 자원 작용이 필요하며 포괄적 인 양자 보안 솔루션으로 자격이 없다고 밝혔다. NSA에 따르면 QKD “일부 보안 위협 만 해결하고 NSS 통신 시스템에 대한 상당한 엔지니어링 수정이 필요합니다. NSA는 QKD를 국가 안보 정보 보호를위한 실용적인 보안 솔루션으로 간주하지 않습니다.” QKD의 복잡성은 2015 발표에 명시된대로 비용 효율적인 양자 사이버 보안을 제공하는 NSA의 목표를 약화시킵니다. NSA와 NIST는 PQC를 우수하고 비용 효율적인 양자-실질적인 솔루션으로 승인했으며 궁극적으로 PQC는 정부와 민간 부문 모두에서 데이터 암호화의 표준이 될 것입니다.

NSA를 신속하게’S 노력

NSA의 타임 라인’1 월 Biden 대통령이 국가 안보 각서 (NSM-8)에 서명했을 때 PQC 로의 전환 노력은 크게 단축되었습니다 “국가 안보, 국방부 및 정보 커뮤니티 시스템의 사이버 보안 개선.” 메모는 구체적으로 NSA와 국가 안보 시스템위원회 (CNSS)위원회에 180 일 이내에 NSA 승인 양자 저항성 알고리즘을 준수하지 않는 NSS에 사용 된 암호화 사례를 식별 할뿐만 아니라 해당 시스템을 양자 저항 표지판으로 전환 할 수있는 계획 및 시간을 제공하도록 요청했습니다.

NSA는 NIST가 PQC 표준을 마무리하기 위해 2024 년까지 더 이상 기다릴 수 없으며 현재 NSS 사이버 인프라를 감사하고 즉시 PQC 전환 계획을 제공해야합니다. 이 명령은 DoD의 사이버 보안 역사상 가장 큰 업 사이클의 시작을 의미했습니다. 민간 조직은 NSA와 같은 긴급하게 행동하고 자체 시스템에 대한 쿼텀 솔루션을 탐색하기 시작하는 것이 좋습니다.

기관 간 협업

NSS를 PQC로 성공적으로 전환하려면 여러 정부 당국의 협력이 필요합니다. NSM-8의 섹션 1 (v)은 NSA 가이 전환 프로세스 조정에 대해 국토 안보부 (DHS) 및 기타 국가 안보기구와 협력해야합니다. 최근 DHS는 정부 및 상업 기관이 가장 민감한 정보의 재고를 취하고 그에 따라 시스템의 업그레이드를 우선 순위를 정하는 단계별 PQC 전환 전략을 요약하는 로드맵을 발표했습니다. 기관이 NSS에 대해 유사한 평가 프로세스를 수행하므로 NSA에 유용한 도구가 될 것입니다. DHS 도구는 대중에게 공개되며 민간 조직이 자체 시스템에서 유사한 감사를 수행 할 수있는 귀중한 리소스를 제공합니다.

공공-민간 협력의 필요성

NSA는 미국이 차세대 사이버 보안으로 전진함에 따라 중요한 민간 부문과의 협력을 위해 지속적으로 문을 열었습니다. NSA’CSFC (Commercial Solutions for Cmentified) 프로그램은 민간 상업 개발자를 허용하는 플랫폼입니다.이자형., 공급 업체) NSS에서 사용하기 위해 상업용 상업용 선반 (COTS) 제품의 사이버 보안 구성 요소 등록. 이러한 구성 요소는 DoD, 정보 커뮤니티, 군사 서비스, 연방 기관 및 기타 NSS 이해 관계자를 포함하여 CSFC 고객에게 제공되는 공급 업체-비기능 기능 패키지 (CP)로 편집됩니다. CSFC는 NIST가 PQC 표준 연구 및 권장 사항을 완료 할 때까지 쿼터 알고리즘에 대한 상업용 솔루션을 확보하지 못하지만 NSS를 사용하는 정부 및 민간 조직을 포함하여 고객을 돕기 위해 설계된 CSFC를 통해 사용 가능한 많은 리소스가 있습니다.

NCCOE (National Cyber ​​Center of Excellence)는 학업, 산업 및 정부 전문가를 모아서 조직이 시스템을 감사하고 위험을 평가하며 양자 업그레이드를 준비 할 수있는 일련의 도구를 개발하는 쿼터 마이그레이션 프로젝트를 시작했습니다. 이러한 유형의 공공-민간 협력은 정부와 민간 부문이 전환을 원활하게 탐색하도록하는 데 중요합니다. 민간 부문은 NSA 및 기타 사이버 당국의 주도권을 따르고 PQC 로의 전환을위한 시스템 준비를 시작하여 미국을 지원하는 디지털 인프라가 현재와 양자 시대로 유지되도록합니다.

Patrick Shore는 Qusecure의 프로그램 관리자입니다.

NSA는 대부분의 유형의 암호화를 깨뜨릴 수있는 양자 컴퓨터를 구축하려고합니다

전자기 누출에 대한 실내 크기의 금속 상자에서 국가 안보국은 전 세계의 은행, 의료, 비즈니스 및 정부 기록을 보호하는 데 사용되는 거의 모든 종류의 암호화를 깨뜨릴 수있는 컴퓨터를 구축하기 위해 경주하고 있습니다.

전 NSA 계약자 인 Edward Snowden이 제공 한 문서에 따르면 건축 노력 “암호적으로 유용한 양자 컴퓨터” – 클래식 컴퓨터보다 기하 급수적으로 더 빠른 기계 – $ 79의 일부입니다.7 백만 개의 연구 프로그램 제목 “단단한 목표를 관통합니다.” 대부분의 작업은 MD의 College Park에있는 실험실에서 분류 된 계약에 따라 호스팅됩니다.

양자 컴퓨터의 개발은 오랫동안 과학계의 많은 사람들의 목표였으며, NSA뿐만 아니라 의약품과 같은 분야에 혁신적인 영향을 미쳤습니다’S 코드 브레이크 미션. 이러한 기술을 사용하면 많은 안전한 웹 사이트에서 사용되는 것과 주 비밀을 보호하는 데 사용되는 유형을 포함하여 모든 현재 형태의 공개 키 암호화가 깨질 것입니다.

물리학 자와 컴퓨터 과학자들은 NSA가’S의 노력은 최고의 민간인 실험실보다 더 발전합니다. 대행사의 전체 범위’S 연구는 알려지지 않았으며, Snowden이 제공 한 문서는 NSA가 과학계의 다른 사람들보다 성공에 가깝지 않다고 제안합니다.

문서를 탐색하십시오

단단한 목표를 관통합니다

“암호적으로 유용한 양자 컴퓨터를 구축하려는 노력에 대한 NSA의 설명에 대한 주석이 달린 버전을 탐색하십시오.” 읽어.

NSA의 노력을 분류합니다

대행사는 양자 컴퓨팅과 관련된 정보의 분류 수준을 설명합니다. 읽어.

“NSA가 아무도 모르는 사람없이 열린 세계보다 훨씬 앞서있을 수 있다는 것은 불가능한 것 같습니다,” Massachusetts Institute of Technology의 전기 공학 및 컴퓨터 과학 부교수 인 Scott Aaronson은.

NSA는 유럽 연합과 스위스 정부가 후원하는 양자 컴퓨팅 실험실을 갖춘 목과 목으로 고려되는 것으로 보이며 꾸준한 진전이 있지만 즉각적인 돌파구에 대한 전망은 거의 없습니다.

“지리적 범위는 세계적인 노력에서 유럽 연합과 스위스에 대한 불연속 초점까지 좁아졌습니다,” 하나의 NSA 문서가 나타납니다.

양자 기계 공학의 MIT 교수 인 세스 로이드 (Seth Lloyd)는 NSA가 말했다’초점은 잘못 배치되지 않습니다. “e.유. 그리고 스위스는 지난 10 년 동안 상당한 발전을 이루었으며 U를 따라 잡았습니다.에스. 양자 컴퓨팅 기술,” 그는 말했다.

NSA는이 기사에 대해 언급을 거부했습니다.

“양자 역학을 이해한다고 생각한다면, 양자 역학을 이해하지 못한다”고 Nobel Laureate Richard Feynman은 양자 컴퓨팅의 선구자로 널리 알려진 Richard Feynman은 말했다. 과학 비디오 블로그 Vertiasium은 그것을 이해하는 데 도움이됩니다.

그러나이 문서는이 기관이 전자기 에너지가 들어 오거나 나가는 것을 방지하도록 설계된 Faraday 케이지로 알려진 대형 방패 방에서 일부 연구를 수행하고 있음을 나타냅니다. 한 가지 간단한 설명에 따르면 이들은 필요합니다 “섬세한 양자 컴퓨팅 실험을 유지합니다.”

양자 컴퓨팅의 기본 원리는 다음과 같습니다 “양자 중첩,” 모든 주에 물체가 동시에 존재한다는 생각. 클래식 컴퓨터는 제로 또는 이진 비트를 사용합니다. 양자 컴퓨터는 양자 비트 또는 큐 비트를 사용하여 동시에 0과 1입니다.

이 불가능 해 보이는 것은 양자 이론의 핵심에있는 미스터리의 일부이며, 이론적 물리학 자조차도 아무도 완전히 이해하지 못한다고 말합니다.

“양자 역학을 이해한다고 생각한다면’양자 역학을 이해합니다,” Quantum Computing의 선구자로 널리 알려진 노벨상 수상자 Richard Feynman은 말했다.

여기’s 이론적으로 다음과 같은 방법 : 고전적인 컴퓨터는 빠르지 만 한 번에 하나의 계산을 수행해야하지만 양자 컴퓨터는 때때로 문제 해결에 불필요한 계산을하지 않아도됩니다. 그것은 정답을 훨씬 더 빠르고 효율적으로 집으로 집에 들어갈 수있게합니다.

양자 컴퓨팅은 그러한 컴퓨터의 연약한 특성으로 인해 달성하기가 어렵습니다. 이론적으로 이러한 컴퓨터의 빌딩 블록에는 개별 원자, 광자 또는 전자가 포함될 수 있습니다. 컴퓨터의 양자 특성을 유지하려면이 입자는 외부 환경에서 조심스럽게 분리해야합니다.

“양자 컴퓨터는 매우 섬세합니다’t 환경에서 그들을 보호하면 계산은 쓸모가 없습니다,” 전기 공학 교수이자 남부 캘리포니아 대학의 양자 정보 과학 기술 센터 이사 인 Daniel Lidar는 말했다.

작동하는 양자 컴퓨터는 오늘날 사용중인 가장 강력한 암호화 도구를 쉽게 깨뜨릴 수있는 문을 열어 RSA로 알려진 표준을 포함하여 제작자의 이니셜로 명명되었습니다. RSA는 통신을 스크램블하여 공유 비밀번호를 사용하지 않고 의도 한 수령인 이외의 사람에게 읽을 수 없도록합니다. 웹 브라우저에서 일반적으로 금융 거래를 확보하고 암호화 된 이메일로 사용됩니다. RSA는 두 개의 큰 소수의 제품을 고려하기가 어렵 기 때문에 사용됩니다. 암호화를 깨는 것은 두 숫자를 찾는 것입니다. 클래식 컴퓨터에서 합리적인 시간으로 할 수 없습니다.

2009 년에 고전적인 방법을 사용하는 컴퓨터 과학자들은 768 비트 수의 프라임을 발견 할 수 있었지만이를 고려하는 데 거의 2 년과 수백 개의 컴퓨터가 걸렸습니다. 과학자들은 온라인 거래에 일반적으로 사용되는 1,024 비트 암호화 키를 끊는 데 1,000 배 더 걸리는 것으로 추정했습니다.

그러나 대규모 양자 컴퓨터는 이론적으로 1,024 비트 암호화를 훨씬 더 빨리 깰 수 있습니다. 일부 주요 인터넷 회사는 2,048 비트 키로 이동하고 있지만 양자 컴퓨터로 빠른 암호 해독에 취약한 것으로 생각됩니다.

양자 컴퓨터에는 오늘날 많은 응용 프로그램이 있습니다’인공 지능 창출을 포함한 과학계. 그러나 NSA는 국가 안보에 미치는 영향을 두려워합니다.

“암호화 알고리즘에 양자 기술의 적용은 미국 정부에 큰 영향을 미치겠다고 위협합니다’외국 정부의 커뮤니케이션에 대한 커뮤니케이션을 보호하는 능력,” Snowden이 제공 한 내부 문서에 따르면.

전문가들은 양자 컴퓨터가 얼마나 빨리 가능한지 확신하지 못합니다. 10 년 전, 일부 전문가들은 대규모 양자 컴퓨터를 개발하는 것이 미래에 10 년에서 100 년이었을 것이라고 말했다. 5 년 전 Lloyd는 목표는 최소 10 년이 걸렸다 고 말했다.

작년에 맨체스터 대학교 교수 인 제프 포쇼 (Jeff Forshaw)는 영국에 말했다’가디언 신문, “첫 번째 본격적인 양자 컴퓨터가 언제 구축 될 것인지 추측하기에는 너무 이르지만 최근의 진보는 낙관적 인 모든 이유가 있음을 나타냅니다.”

“나는 돈을하지 않는다’우리를 생각하십시오’NSA가 5 년 이내에 원하는 양자 컴퓨터의 유형을 가질 가능성이 높습니다,” 로이드는 최근 인터뷰에서 워싱턴 포스트에 말했다.

그러나 일부 회사는 이미 소규모 양자 컴퓨터를 생산한다고 주장합니다. 캐나다 회사 인 D-Wave Systems는 2009 년부터 양자 컴퓨터를 만들고 있다고 말했습니다. 뉴스 보고서에 따르면 2012 년 Google, NASA 및 Universitiity Space Research Association에 1 천만 달러의 버전을 판매했습니다.

그러나 그 양자 컴퓨터는 RSA와 같은 공개 키 암호화를 깨는 데 결코 유용하지 않을 것입니다.

“모든 것이라도’RE 주장은 맞습니다. 컴퓨터는 디자인으로 Shor를 실행할 수 없습니다’S 알고리즘,” Johns Hopkins University Information Security Institute의 연구 교수 인 Matthew Green은 RSA와 같은 암호화를 중단하는 데 사용할 수있는 알고리즘을 언급했습니다.

전문가들은 양자 컴퓨터로 암호화를 파괴하는 가장 큰 장애물 중 하나가 큐 비트가 충분한 컴퓨터를 구축하는 것이라고 생각합니다. 9 월 말까지 NSA는 일부 빌딩 블록을 가질 수있을 것으로 예상했으며, 문서에 설명 된 “2 개의 반도체 큐브에 동적 디퍼 커플 링 및 완전한 양자 제어.”

“저것’좋은 단계이지만’대규모 양자 컴퓨터 구축으로가는 길에 꽤 작은 발걸음,” 로이드가 말했다.

암호화를 깨뜨릴 수있는 양자 컴퓨터는 그보다 수백 또는 수천 개의 큐빗이 필요합니다.

전국 정보 프로그램 예산은 일반적으로 “흑인 예산,” 세부 사항 “단단한 목표를 관통합니다” 이 단계를 프로젝트하고 언급했습니다 “관련 및 후속 노력에서 대규모 시스템에 대한 초기 스케일링을 가능하게합니다.”

다른 프로젝트는 “그물을 소유하고 있습니다,” RSA와 같은 암호화에 대한 양자 기반 공격의 생성을 지원하기 위해 양자 연구를 사용하고 있습니다.

“양자 컴퓨팅의 아이러니는 누군가가 미래에 수십 년 동안 암호화를 깨뜨릴 수있는 양자 컴퓨터를 구축하는 것을 상상할 수 있다면 지금 당장 걱정해야한다는 것입니다,” 리다르가 말했다.

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미래를 형성하는 NSA 스파이를 만나십시오

Gil Herrera는 NSA의 리서치 디렉터의 리더로서의 첫 인터뷰에서 Quantum Computing, Cybersecurity 및 American Intelligence가 미래를 확보하고 스파이하기 위해 마스터 해야하는 기술에 도전을 제기합니다.

2022 년 2 월 1 일

MS Tech | 게티, NSA

과학적 인 직업이 깊은 사람에게는 Gil Herrera가 거의 신비로운 의무를 지니고 있습니다. 미래를보고 이상한 양자 물리학과 불가분의 수학 이론의 수준에서 미국의 장점을 얻습니다.

Herrera는 National Security Agency의 새로 박힌 지도자입니다’S Research Directorate. NSA의 나머지 부분과 마찬가지로 국장은 이중 사명을 가지고 있습니다. 보안 미국 시스템과 다른 세계의 스파이. 예산은 비밀의 비밀 인 분류되지만 NSA는 세계 중 하나입니다’모든 측정 및 Herrera에 따른 최대 스파이 대행사’S Directorate는 미국 전체 정보 커뮤니티입니다’가장 큰 사내 연구 및 개발 부문. 이사는 아직 현실이 아닌 문제에 대한 해결책을 제시해야합니다’t는 아직 존재합니다.

일자리를 얻은 이래 첫 인터뷰에서 Herrera는 기술을 제정하고 위협은 이제 집중할 것입니다. 그의 우선 순위는 NSA가 얼마나 많은지를 보여줍니다’S의 목표는 변화하고 있으며, 최근 몇 년 동안 지정 학적 환경이 얼마나 빠르게 바뀌 었는지에 대한 감사와 함께 작업 감시 테러 그룹의 균형을 잡습니다. 그리고 그는 위협과 기회의 측면에서 새로운 기술의 부상이 그의 그룹과의 경쟁의 중심에있는 이유를 설명합니다.

에이전시가 새로운 도전에 직면함에 따라 Herrera는 지배권을 잡습니다. 냉전의 양극성 세계는 역사 책에 속합니다. 미국’ 고독한 초강대국으로서 빠른 회전. 신세계는 미국, 중국 및 러시아와 같은 국가들 사이에서 신흥 권력 경쟁 시대에 정의 된 더 지저분한 세계입니다. 한편, NSA는 9 년 전 비판의 폭풍을 시작하고 개혁을 요구하고 평균 미국인을 변경 한 글로벌 및 국내 감시 프로그램에 관해 9 년 전 출판 된 대규모 누출에서 여전히 회복되고 있습니다’NSA에 대한 인식. 그들과 함께 일한 회사는 당황과 분노로 반동했습니다. 또한 NSA 운영 방식도 바뀌 었습니다.

“우리는 지금 우리가 더 큰 적대, 더 정교한 대적, 상업 서비스를 반드시 활용하지 않는 적에 더 집중 해야하는 시점에 있습니다,” Herrera가 말합니다. “이들은 자체 토착 서비스를 가지고 있고 자신의 기술을 만드는 적용자입니다. 따라서 리서치 디렉터로서 우리는 응답해야합니다. 우리는 우리에게 가져온 엄청난 양의 정보를 심문 할 수있는 기술을 제공하고 Great Power Competition의 결과로 현재 떠오르는 시스템의 종류를 모니터링하는 데 도움을 주어야합니다.”

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기술 변화의 속도는 가속화되고 예측 가능성이 떨어지고 있습니다.

“그런 종류의 변화가있을 때마다 복잡합니다,” Herrera가 말합니다. “각 세대의 기술은 새로운 과제를 제시합니다.”

예를 들어, 국장은 오늘날과 내일의 디지털 세계에서 민감한 데이터를 보호하는 데 사용되는 암호화를 깨뜨릴 수있는 기술, 양자 컴퓨팅 마스터 링에 중요한 자원을 바쳤습니다. 강력한 국가, 기업 및 대학교는 오늘날의 컴퓨터보다 기하 급수적으로 더 빨리 수행 할 수있을 정도로 강력한 양자 컴퓨터를 구축하는 작업에 돈을 쏟아 부었습니다.

“Great Power Competition은 의제를 주도합니다,” Herrera가 말합니다. “그것은 우리가 필요한 기술과 액세스의 종류를 바꿉니다. Quantum 및 5G와 같은 기술이 그 일부입니다.”

이사는 1995 년부터 Shor의 출현 직후 양자 컴퓨팅 연구의 최전선에 서있었습니다’양자 컴퓨터가 일반 컴퓨터보다 숫자 숫자를 기하 급수적으로 더 빠르게 인수 할 수있는 방법을 보여주는 S 알고리즘 – 암호화를 중단하는 데 필요한 작업의 종류.

이사’S 지문은 이제이 분야를 발전시키는 기본 연구의 형태로, 그리고 거대한 기술 회사에 지어진 가장 진보 된 컴퓨터 내부에 나타납니다. 세계를 건설하기위한 고도로 공개 된 인종’최고의 양자 컴퓨터는 다음과 같습니다. Google과 IBM은 기계에서 동일한 기본 빌딩 블록을 사용하여 Transmon Qubits라고 알려진 양자 동작을 만듭니다’S 후원. 역사적으로 NSA는 Academic Quantum Computing Research의 가장 큰 단일 기금이었다고 Herrera는 말합니다.

Herrera는 그의 이사가 제로가 무엇인지에 대한 세부 사항에 대해 논의하는 것을 주저하지만 빠른 기술 발전의 세계에서 감시의 도전에 대해 물었을 때 전 세계 5G의 출현에 동의하고 지적합니다. 5G는 인텔리전스 수집에 대한 새로운 도전을 제기했다고 Herrera는 설명합니다. 5G를 성공적으로 모니터링하면 전임자와 근본적으로 다른 점에 대한 깊은 이해가 필요합니다.

내일 세상에서 일어날 일을 이해하려면 그것을 정의 할 요소의 숙달이 필요합니다.

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미래의 역사

NSA’S Research Directorate는 Telegraph와 같은 최첨단 기술을 감시하는 임무를 맡은 미국 최초의 민간인 코드 브레이커 그룹 인 Black Chamber에서 내려 왔습니다. 제임스 밤 포드 (James Bamford)에 따르면 1919 년부터 1929 년까지 기존 의이 그룹은 12 개국에서 10,000 개가 넘는 메시지를 해독했다’S 2001 책 비밀의 본문 : 초고속 국가 안보국의 해부학. 획기적인 cryptanalytic 작업 외에도이 그룹은 서양 연합과 같은 미국 케이블 회사의 감시 지원을 확보함으로써 성공했습니다.

헨리 스티슨 (Henry Stimson) 미 국무 장관 이이 그룹이 미국 동맹국들과. 이 사건은 1975 년 교회위원회를 예고했으며, 미국 정보 기관의 감시 학대와 2013 년 스노우 든 누출을 조사하여 글로벌 계산을 유발 한 광대 한 전자 감시 기능을 노출시켰다.

블랙 챔버가 폐쇄 된 지 8 개월 만에 미국은 1930 년대의 점점 더 불안정한 세계에서 무너진 스파이 능력의 전망에 직면하여 군대의 노력을 개혁했습니다’S 신호 인텔리전스 서비스. 블랙 챔버와 함께 일하는 세 사람 중 하나’Bamford 보고서가 국무부의 비밀을 유지 한 SIS의 창립자 중 하나 인 S Old Records는 수학자 Solomon Kullback이었습니다.

Kullback은 제 2 차 세계 대전 전과 제 2 차 세계 대전 중 일본어와 독일 코드를 모두 깨는 데 중요한 역할을했으며 나중에 새로 형성된 국가 안보국의 연구 개발 ARM을 지시했습니다. 1 년 안에 오늘날 우리가 알고있는대로 이사로 진화했습니다.

“그것’미션 중심 조직에서도 위기를 넘어서 생각하는 연구 조직을 갖는 것이 중요합니다,” Herrera는 말하지만, 그는 이사회가 그 작품의 일부를 “오늘의 위기.” 그것은라는 프로그램을 실행합니다 “통화중인 과학자,” NSA 미션 분석가는 기술적 문제에 직면 한 상태에서 정보를 심문하면서 이메일을 통해 도움을 요청하여 수백 명의 과학자에게 액세스 할 수 있습니다.

앞으로의 외모

그러나 사자’이사의 몫’S는 오늘날 우리가 가진 것보다 세대의 기술을 구상하는 것입니다. 그것은 소규모의 엘리트 기술 대학과 거의 유사하며, 5 개의 학술 부서 (Math, 물리학, 사이버, 컴퓨터 과학 및 전기 공학)가 100 ~ 200 명으로 구성된 직원.

사이버 보안 부서는 연방 정부를 방어합니다’국가 안보와 국가’S 군사 산업 기지. 이것은 가장 유명한 부서이며 고의적으로 그렇게합니다. 지난 5 년 동안, 이전에 Shadowy NSA는 사이버 보안에서 더욱 보컬되고 활동적이되었습니다. 그것은 한때 존재했던 조직의 혐기성이었던 공개 자문 및 연구 프로젝트를 시작했습니다’T 심지어 창립 후 20 년까지 인정했다.

이제 해킹 도구와 다른 소프트웨어의 기술적 해부를 돕는 무료, 정교한 역 엔지니어링 도구 인 Ghidra와 같은 NSA Research의 제품은 전 세계적으로 인기 있고 신뢰할 수 있으며 사용됩니다. 그들은 강력한 사이버 보안 도구, 채용 피치 및 홍보가 모두 하나에 싸여있는 역할을합니다.

Herrera가 한때 지시 한 물리 부서는 양자 정보 과학에 대한 대부분의 작업을 수행하는 수십 개의 실험실을 운영하지만 그보다 훨씬 더 넓은 송금이 있습니다. 칩에 더 많은 트랜지스터를 짜는 능력의 물리적 한계가 60 년 동안 예측 가능한 빠른 컴퓨팅 성장을 늦추고 중단하겠다고 위협함에 따라, 물리학 자들은 새로운 재료와 새로운 컴퓨팅 아키텍처를 탐색하여 차세대 컴퓨팅을 덜 예측 가능한 미래로 추진하고 있습니다.

한편, 전기 공학 부서는 인터넷이 처음 발생한 이후로 통신 네트워크의 물리 및 엔지니어링을 면밀히 조사해 왔습니다. 5G 정도의 문제뿐만 아니라 해저 케이블에서 위성 통신에 이르기까지 디지털 세계의 모든 측면을 해결합니다.

Horizon Don의 일부 전망’특정 상자에 깔끔하게 맞습니다. 컴퓨터 과학 부서’예를 들어 인공 지능 및 기계 학습에 대한 작업은 사이버 보안 임무 및 데이터 분석의 삭감 및 수학자와 함께 작동합니다.

Herrera는 합성 생물학과 같은 빠르게 발전하는 분야에 대한 더 큰 능력을 개발 해야하는 더 큰 능력을 개발 해야하는 이사회의 전망을 반복적으로 제기합니다. NSA는 이것에서 거의 혼자가 아닙니다. 중국 군사 지도자들은 생명 공학을 국방의 우선 순위라고 불렀습니다.

“현재 세계 경쟁의 대부분은 군대가 아닙니다,” Herrera는 말한다. “군사 경쟁은 가속화되고 있지만 솔직히 놀라운 합성 생물학과 같은 다른 기술의 전파가 있습니다. 연구의 역할은 NSA가 그 기술의 영향을 이해하도록 돕는 것입니다. 우리가 실제로 얼마나 참여하는지, 나는하지 않습니다’알지만, 이것들은 우리가 계속 주시 해야하는 영역입니다.”

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마지막으로, 수학 부서, 이사’가장 오래된 것은 독특합니다. Herrera는 수학을 국장의 핵심 정의 작업으로 묘사합니다. NSA는 국가입니다’수학자의 가장 큰 고용주와 이사는 최고를 자랑합니다. NSA의 거의 모든 부서’S Research Directorate는 기술 회사 및 민간 부문에서 이용할 수있는 높은 급여와 경쟁해야합니다. Herrera는 수학 부서에는 그 문제가 없다고 말합니다. 실리콘 밸리는 일반적으로 수학자보다 소프트웨어 개발자를 더 중요하게 생각합니다.

수학 부서는 종종 컴퓨터 과학 부서와 함께 NSA 중 하나를 다루는 데 도움이됩니다’가장 흥미로운 문제 : 빅 데이터. 대량 감시에 대한 대중의 계산에도 불구하고, NSA는 법적, 윤리적 문제 외에도 가치의 모든 것을 찾기 위해 모든 것을 살펴 보는 것이 거의 불가능할 수있는 극심한 양의 데이터를 수집 해야하는 도전에 직면 해 있습니다. NSA는 종류를 봅니다 “방대한 액세스 및 컬렉션” 내부적으로 성과와 고유 한 문제로 이야기한다. 데이터 과학 분야는이를 해결하는 것을 목표로합니다.

“모두가 자신의 데이터가 세상에서 가장 지저분하다고 생각하며 내 것일 수도 있습니다’S를 입는 사람들에게서 가져옵니다’솔직히 우리가 그것을 갖기를 원합니다,” 헤레라가 말했다’2017 년 스탠포드에서 열린 연설에서 NSA, 컴퓨터 과학자 Deborah Frinckke의 즉각적인 전임자. “대적은 마이크에 대한 좋은 진술로 영어로 명확하게 말하지 않습니다’이해하고 명확한 진술을 보내주십시오.”

불분명하고 종종 도난당한 수백 개의 언어와 더 많은 기술적 형식의 광대 한 상점을 이해하는 것은 이사회 중 하나입니다’지속적인 과제.

디지털 시대에 스파이의 주요 목표 중 하나는 중요한 데이터를 해독하는 능력이 현재 강력한 암호화로 보호됩니다. 저것’연구국이 왜’S 수학자 및 컴퓨터 과학자들은 일부 세계를위한 암호화 알고리즘을 설계하고 브레이크합니다’가장 민감한 시스템.

코드의 건물 및 파괴는 NSA가 미래를 바라 볼 때 데이터로 가득 찬 디지털 세계이기 때문에 국장이하는 일의 핵심입니다. 보호 및 감시 능력은 오랫동안 큰 전력 경쟁을 정의하는 데 도움이 될 것입니다.

“미래에, 초강대국은 암호화 프로그램의 강점에 따라 만들어 지거나 파손됩니다,” 대행사의 2007 문서가 설명했습니다. “미국이 사이버 공간에 대한 무제한 액세스 및 사용을 유지하는 것은 입장료입니다.”

“연구국은 임무를 가능하게하기 위해 존재합니다,” Herrera는 말한다. “원자에서 시스템에 이르기까지 우리는 미션을 염두에두고 연구합니다.”

수정 : 우리는 계산 성장이 둔화되는 이유에 대한 설명을 수정했습니다