Kuantum bilgi işlem teknolojisinin ortaya çıkması, birçok mevcut kriptografik algoritmayı, özellikle de dijital bilgileri korumak için yaygın olarak kullanılan ortak anahtar şifreleme algoritmalarını tehlikeye atacaktır. Bu amaçla, dünyanın dört bir yanındaki güvenlik uzmanları "kuantum sonrası kriptografi" için teknik standartlar geliştirmek ve ortak anahtar şifreleme altyapısından geriye doğru kuantum kriptografisine geçişin birçok zorluklarını analiz etmekle meşguller. Bunlardan biri kuantum sonrası şifreleme yöntemlerinin yüksek hesaplama gereksinimleridir. Şimdi, Münih Teknik Üniversitesi bilgi güvenliği profesörü Georges Siegel liderliğindeki bir ekip, kuantum sonrası kriptografiyi etkili bir şekilde uygulayabilen bir çip tasarladı ve inşa etti.
Çip, genellikle kullanıcı gereksinimlerini ve belirli bir elektronik sistemin ihtiyaçlarını karşılamak için tasarlanmış ve üretilmiştir. Açık kaynaklı RISC - V standardına dayanan Siegel ekibi çip tasarımını değiştirdi ve çekirdeği değiştirerek donanım ve yazılımın işbirlikçi tasarım yöntemini uyguladı ve gerekli hesaplama işlemi özel talimatlarını hızlandırdı ve özel bir donanım hızlandırıcısı tasarladı, yeni çip daha iyi performans elde ettikten sonra kuantum şifrelemesi yapıyor.
Yeni çip sadece kuantum sonrası kriptografi için en umut verici aday olan Kyber ile değil, aynı zamanda daha fazla bilgi işlem gücü gerektiren alternatif bir algoritma olan ile de kullanılabilir. Çip, Kyber şifrelemesini yaklaşık 10 kat daha hızlı kullanır ve tamamen bir yazılım çözümüne dayanan bir çipten yaklaşık sekiz kat daha az enerji tüketir. Bununla birlikte, şifrelemesi kullanmak, yalnızca yazılım çözümlerini kullanan yongalardan 21 kat daha hızlı olacaktır. Çünkü umut verici bir alternatif olarak görülüyor. Cipslerin uzun süre kullanıldığı yerlerde, bu tür önlemler mantıklıdır.
Araştırmacılar, donanım truva atlarının kuantum sonrası kriptografi için de büyüyen bir tehdit olduğuna inanıyor. Bir saldırgan, üretimden önce veya üretim sırasında Truva devrelerini bir yonga tasarımına gömmeyi başarırsa, bunun ciddi sonuçları olabilir. Siegel, "Şimdiye kadar, gerçek saldırganların donanım truva atlarını nasıl kullandıkları hakkında çok az şey biliyoruz." dedi. Koruma önlemleri geliştirmek için kendimizi saldırganların yerine koyuyoruz, Truva atını kendimiz geliştiriyor ve saklıyoruz. Bu yüzden dört truva atı inşa ettik ve sonra onları kuantum sonrası çipimize koyduk ve çok farklı çalışıyorlar."
Önümüzdeki birkaç ay boyunca Siegel ve ekibi çipin şifreleme yeteneklerini ve donanım Truva atlarının işlevselliğini ve doğrulanabilirliğini test etmeye odaklanacak. Segal, mevcut belgeler olmasa bile çipin tam işlevini yeniden oluşturmak için tersine mühendislik yapabilen yeni bir yapay zeka programı geliştirdi. Karmaşık bir işlemle, çipin içindeki iletken raylar katman katman parlatıldı ve her katman fotoğraflandı. Daha sonra çipin tam işlevini yeniden oluşturmak için bir yapay zeka programı kullanılır. Siegel, "Bu yeniden yapılanma, işlevleri gerçek görevle ilgisi olmayan ve bunlara gömülebilecek çip bileşenlerinin belirlenmesine yardımcı olabilir." dedi. Böyle bir işlem bir gün toplu çip siparişlerinde nokta kontrolleri için standart haline gelebilir. Kuantum sonrası etkili şifreleme ile birlikte, fabrikalardaki ve otomobillerdeki donanımı daha güvenli hale getirebiliriz."