Veröffentlicht am 09-05-2019

eSion-Serie - Ein Intro

Verschlüsselung im Quantenzeitalter

Verstöße. Verlorene Daten. Gehackte Kameras. Verlorenes Geld. Cybersicherheit bleibt eine der größten Bedrohungen für den Menschen. Im Laufe der Zeit nimmt die Abhängigkeit von Computersystemen zu und das Thema Cybersicherheit wird immer wichtiger. Cyberkrieg und Cyberkriminalität werden weit verbreitet sein und so viele Unternehmen investieren in den Bereich der Cybersicherheit.

Wir haben ein Problem gefunden. Eine Lücke, die sowohl eine Lücke ist als auch eine Lösung für die Bedrohung durch Cyberkrieg. Die aktuellen Verschlüsselungssysteme wurden nicht zur Bekämpfung von Quantum-Computern entwickelt.

eSion ist ein Startup, das die Verschlüsselung mithilfe neuer Technologien wie Quantum Computing nutzen will. Mit der Leistungsfähigkeit klassischer Computer nähern wir uns einem potenziellen Plateau. Mit den fortschreitenden Fortschritten im Bereich Quantum Computing wird es nicht lange dauern, bis die aktuellen Verschlüsselungssysteme gegen die rechnerisch erweiterten Quantum Computer unwirksam werden.

Jeden Tag wird eine große Datenmenge erstellt und auf der ganzen Welt verteilt. Bis 2020 werden schätzungsweise 1,7 MB Daten pro Sekunde für jeden Menschen auf der Erde erstellt. “Daten haben auch Öl umgestürzt und sind die wertvollste Ressource für die Menschheit. Mit Daten geht Strom und es erhöht auch die Anfälligkeit für alle.

Warten Sie ... Was sind Quantencomputer?

Eine der wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen des 20. Jahrhunderts war die Quantentheorie. Es hatte bei Physikern, Chemikern und Ingenieuren auf der ganzen Welt Interesse gefunden. In der zweiten Welle des Fortschritts arbeiten Unternehmen wie IBM, Google, D-WAVE, Rigetti und viele Startups daran, die Vorteile der Quantentheorie zu nutzen. An diesem Punkt setzt Quantum Computing an. Quantum Computer nutzen die mystische Fähigkeit subatomarer Teilchen, zu einem bestimmten Zeitpunkt in mehr als einem Zustand (Überlagerung) zu existieren. Aufgrund des Verhaltens kleinster Partikel kann die Berechnung bei geringerem Energieverbrauch wesentlich schneller und mit bisher unerreichter Genauigkeit als bei herkömmlichen Computern (Heimcomputern) durchgeführt werden. Quantum COmputing kann Wissenschaft und Simulation neue Türen öffnen, von denen die derzeitigen klassischen Supercomputer nicht einmal die Oberfläche zerkratzen können.

Was ist die große Sache?

Einfach. Sie sind in Gefahr. Kein Fehler, die heutigen Verschlüsselungsmethoden sind recht effektiv… gegenüber klassischen Computern. Jedes Mal, wenn Sie etwas online kaufen, vertrauen wir auf Mathematik - einfache Mathematik, die auf eine Weise einfach zu machen ist, aber nur schwer rückgängig zu machen ist. Dies wird als asymmetrische Verschlüsselung bezeichnet. In einfachen Worten, dieses System verwendet einen Schlüssel zum Verschlüsseln von Daten und einen anderen zum Entschlüsseln von Daten. Klassische Computer können lange Zahlen nur langsam faktorisieren. Das Reverse Engineering zum Auffinden von Primzahlen, die zum Erstellen des Schlüssels verwendet wurden, kann zehntausende oder sogar Tausende von Jahren dauern. Dies ist, was die Quantum Computer herausfordern. Sie machen keine lineare Arithmetik. Sie durchlaufen keine Summen, bis sie Erfolg haben. Stattdessen werden alle Möglichkeiten gleichzeitig betrachtet - denn die Quantenwelt widerspricht den Gesetzen der Physik → sorry Einstein!

Was also möglicherweise Zehntausende von Jahren dauern kann, kann mit Quantum Computers innerhalb von Minuten oder Stunden gehackt werden.

Quantum Cyber ​​Security (Quantum-Computer gegen Quantum-Computer verwenden)

Quanten-Cybersicherheit ist das Gebiet, in dem alle Aspekte untersucht werden, die die Sicherheit und den Datenschutz von Kommunikation und Berechnungen beeinflussen, die durch die Entwicklung von Quantentechnologien verursacht werden.

Die Forschung im Zusammenhang mit Quantum-Computern kann in drei Phasen unterteilt werden, abhängig vom Zugriff auf Quantum-Computer und deren potenziellen Gegnern.

Quelle: https://cacm.acm.org/magazines/2019/4/235578-cyber-security-in-the-quantum-era/fulltext

Homomorphe Verschlüsselung

In der klassischen Kryptographie ist die homomorphe Verschlüsselung (HE) eine Art der Verschlüsselung, mit der Chiffretext verschlüsselt und entschlüsselt werden kann. Das wichtigste Merkmal ist jedoch, dass wir damit Transaktionen mit Daten berechnen können, ohne sie entschlüsseln zu müssen. Aber momentan ist es viel zu langsam. eSion löst dieses Problem und bringt die homomorphe Verschlüsselung auf die nächste Stufe.

Besonderer Fokus - Quantenhomomorphe Verschlüsselung

In der klassischen Kryptographie ermöglicht die (vollständig) homomorphe Verschlüsselung Operationen mit Chiffretext, so dass der Klartext die Änderungen beibehält. Wenn Sie beispielsweise den Klartext 10 verschlüsseln und den Chiffretext mit 2 multiplizieren, erhalten Sie den entschlüsselten Klartextwert 20. Mit Hilfe von Quantencomputern können Sie zwei Dinge an den derzeit verwendeten FHEs verbessern, indem Sie Quantencomputer verwenden.

  1. Die Funktionsweise dieser Verschlüsselungen bei der Generierung öffentlicher und privater Schlüssel entspricht der asymmetrischen Verschlüsselung, sodass Angriffe durch Quantencomputer anfällig sind. Das Generieren von Schlüsseln mit Qubit-Strings anstelle von Bit-Strings würde die Sicherheit erhöhen, da Quantencomputer viel Zeit benötigen, um zu knacken.
  1. Die Verschlüsselung selbst kann effizienter gestaltet werden, indem Quantenschaltkreise erstellt werden, die eine viel schnellere Bewertung des Klartextes und schnellere Operationen am Chiffretext ermöglichen. Diese Arten von Schaltungen, die T-Gates und Schaltungen mit Polynomgröße verwenden, sind weit entfernt von der Realität, da keine stabilen Qubit-Zustände vorhanden sind, die gleichzeitig verwendet werden können.

eSion baut auf aktuellen homomorphen Verschlüsselungstechniken auf und eröffnet durch die Kombination mit Quantum Computing viele Türen für eine sichere und nahtlose Datenübertragung und Kommunikation. Mit Blick auf die Zukunft will eSion den Bereich Cybersecurity revolutionieren. Bleiben Sie dran für Artikel 2, der tiefer in unsere Lösung und Anwendungsfälle eingeht, und schließlich Artikel 3, der auf unserer Vision aufbaut und wie es eine Mondaufnahme ist

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Siehe auch

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