Кибербезопасность и квантовые технологии: риски и угрозы

Аннотация

The article presents the risks and threats to cybersecurity that may arise when using quantum technologies. It considers such aspects as licensing the activities of companies producing quantum equipment, as well as the regulation of quantum cloud services. It considers the problems of post-quantum cryptography and the need to implement it in existing infrastructures. It defines and describes such a phenomenon as «Q-Day», as well as the reasons for its occurrence. It describes the «Collect now, decrypt later» approach and why it is important for quantum law as a basis for legal regulation. Keywords: cybersecurity, quantum computers, quantum law, quantum technologies, information security, information law, principles of legal regulation The research was carried out at the expense of a grant from the Russian Science Foundation (project No. 24-18-00950 "Problems and prospects of regulating quantum communications in a data economy"). Из-за стремительного развития квантовых компьютеров общество сталки- вается с переломным моментом в кибербезопасности. Несмотря на все преимуще- ства, которые принесет использование квантовых компьютеров, такие как ожида- Правовое регулирование цифровых технологий в здравоохранении емые «квантовые скачки» в разработке лекарств, необходимо также проанализи- ровать риски и потенциальную угрозу их реализации. Квантовые вычисления мо- гут использоваться для проведения кибератак. Традиционные вычисления рабо- тают с битами – двоичными фрагментами информации, которые выражаются либо как 0, либо как 1. Квантовые вычисления используют кубиты (квантовые биты). В отличие от традиционных битов, кубиты могут находиться в нескольких пози- циях одновременно (эта способность называется суперпозицией), что означает, что они могут существовать как 0, так и как 1 одновременно. Суперпозиция куби- тов позволяет им выполнять множество вычислений одновременно. Именно это делает квантовые вычисления и квантовый взлом таким мощным оружием – по- тенциально достаточно мощными, чтобы взломать традиционные алгоритмы шифрования, которые используются в настоящее время [3]. Для того чтобы разработать методы регулирования квантовых технологий, необходимо понимать ландшафт квантовых рисков и угроз. Рассмотрим основные из них ниже. Первым риском можно назвать наступление так называемого «Q-Day». «Q-Day» – день, когда развитие квантовых вычислений сможет нарушить суще- ствующие стандарты безопасности. Различные исследователи предполагают, что этот день возникнет в ближайшие 5–10 лет. Основная опасность заключается в том, что квантовые вычисления смогут взломать алгоритмы шифрования, кото- рые используются сейчас как эталонные в банковской сфере, кибербезопасности и других критически важных отраслях [8]. В 2022 году Агентство национальной безопасности США выпустило при- зыв перейти к 2035 году на квантово-безопасное шифрование. В 2023 году Агентство по кибербезопасности и безопасности инфраструктуры, агентство национальной безопасности и Национальный институт стандартов и технологий опубликовали документ, в котором опубликованы рекомендации по переходу на постквантовую криптографию [5]. Еще одним важным фактором для регулирования и обеспечения безопасно- сти являются облачные квантовые вычисления. На данный момент уже суще- ствуют компании, которые предоставляют подобный доступ (IBM, Microsoft, Google, Amazon и др.). Некоторые исследователи считают, что предоставление по- добного доступа несет в себе огромные риски для кибербезопасности. Однако да- леко не все квантовые компьютере несут в себе подобные риски. На данный мо- мент развития технологии не существует квантового компьютера, а тем более об- лачного доступа к нему, который смог бы угрожать традиционному шифрованию и способен был взломать современные алгоритмы, такие как ГОСТ Р 34.12-2015, RSA, ECC и др. Это связано с тем, что в современных квантовых компьютерах используются от сотни до тысячи «шумных» кубитов, что позволяет получить только небольшое количество «стабильных» кубитов без ошибок. Для взлома со- временных алгоритмов шифрования необходимо использование порядка милли- она «шумных» кубитов [9]. Проблема регулирования создания и продажи квантовых компьютеров, а также предоставление доступа к облачным сервисам – это второй важный риск. Правовое регулирование цифровых технологий в здравоохранении Свободный доступ к облачным ресурсам может привести к тому, что злоумыш- ленники, маскируясь под научные организации, смогут получить доступ к подоб- ным ресурсам и использовать их в своих противоправных действиях. Создание и продажа квантовых компьютеров в будущем, которые смогут угрожать целост- ности защиты кибербезопасности организаций и компаний, нуждается в регули- ровании уже сейчас [1]. Еще одним риском можно назвать атаки с использованием подхода «собрать сейчас, расшифровать позже». Его суть заключается в следующем: злоумышлен- ники крадут зашифрованные файлы и хранят их до тех пор, пока не появятся кван- товые компьютеры, которые смогут взломать совре