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क्रिप्टोग्राफी को कोड लिखने और हल करने के अध्ययन के रूप में परिभाषित किया गया है। यह सुरक्षा प्रोटोकॉल और संचार का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, गोपनीयता में सुधार और यह सुनिश्चित करना कि डेटा केवल इच्छित प्राप्तकर्ता द्वारा पढ़ा जाता है।
हालाँकि, क्वांटम कंप्यूटरों के आगमन के साथ, यह व्यापक रूप से अपेक्षित है कि पारंपरिक क्रिप्टोग्राफी विधियाँ अब व्यवहार्य नहीं होंगी। नतीजतन, प्रोग्रामर और विशेषज्ञ पहले से ही उस टोपी पर काम कर रहे हैं जिसे वे क्वांटम-प्रूफ एन्क्रिप्शन के रूप में संदर्भित करते हैं।
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तो क्वांटम-प्रूफ एन्क्रिप्शन क्या है? और आप वास्तव में अभी तक इसका परीक्षण क्यों नहीं कर सकते?
क्वांटम-प्रूफ एन्क्रिप्शन क्या है?
क्वांटम-प्रूफ एन्क्रिप्शन केवल एल्गोरिदम की एक श्रृंखला को संदर्भित करता है जिसे हैक नहीं किया जा सकता है, यहां तक कि क्वांटम कंप्यूटर के साथ भी। यह उम्मीद की जाती है कि क्वांटम-प्रूफ एन्क्रिप्शन संभवतः पारंपरिक एल्गोरिदम को बदल देगा जो सार्वजनिक कुंजी एन्क्रिप्शन पर निर्भर करते हैं, जो आम तौर पर दो कुंजियों के सेट पर निर्भर करता है (एक एन्कोडिंग के लिए और दूसरा डिकोडिंग के लिए)।
एचबीओ मैक्स इतना धीमा क्यों है
1994 में, बेल लैब्स के एक गणितज्ञ, पीटर शोर ने क्वांटम कंप्यूटरों के बारे में बात करते हुए एक पेपर लिखा, जो अनिवार्य रूप से शक्तिशाली कंप्यूटर थे जो एक मानक कंप्यूटर की तुलना में कहीं अधिक शक्तिशाली गणना कर सकते थे। लेकिन उस समय, वे केवल एक संभावना थे। वर्तमान समय में फास्ट-फॉरवर्ड, और कंप्यूटिंग डिवाइस एक लंबा सफर तय कर चुके हैं। वास्तव में, कई लोग मानते हैं कि क्वांटम कंप्यूटर एक दशक या उससे अधिक दूर हैं।
कहने की जरूरत नहीं है, यह एक गंभीर चिंता को जन्म देता है: यदि क्वांटम कंप्यूटर एक वास्तविकता बन जाते हैं, जिसकी संभावना तेजी से बढ़ रही है, तो पारंपरिक एन्क्रिप्शन विधियां बेकार हो जाएंगी। नतीजतन, वैज्ञानिक इस पर काम कर रहे हैं पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी कुछ देर के लिए।
क्वांटम-प्रूफ एन्क्रिप्शन मानक विकसित करना
नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड एंड टेक्नोलॉजी (एनआईएसटी) ने 2016 में एक पोस्ट-क्वांटम एन्क्रिप्शन मानक खोजने के लिए एक प्रतियोगिता शुरू की जो क्वांटम कंप्यूटर का विरोध करने में सक्षम होगी।
यह पारंपरिक एन्क्रिप्शन सिस्टम से अलग है जो मुख्य रूप से जटिल गणित की समस्याओं को हल करने पर निर्भर करता है। 2022 में, NIST ने घोषणा की कि उसने चार प्रमुख एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम को शॉर्टलिस्ट किया था जिसे वह 'क्वांटम-प्रूफ' मानता है। इसमे शामिल है:
- क्रिस्टल-काइबर एल्गोरिथम।
- क्रिस्टल-डिलिथियम एल्गोरिथम।
- फाल्कन।
- स्फिंक्स+.
क्रिस्टल-किबर एल्गोरिथम को सामान्य एन्क्रिप्शन मानक के रूप में उपयोग करने के लिए विकसित किया जा रहा है। एल्गोरिथम अपनी छोटी एन्क्रिप्शन कुंजियों के कारण लोकप्रिय है, जिससे दोनों पक्षों को उनका शीघ्रता से आदान-प्रदान करने की अनुमति मिलती है। इसका मतलब यह भी है कि क्रिस्टल-काइबर दूसरों की तुलना में अविश्वसनीय रूप से तेज़ है।
शेष तीन को डिजिटल हस्ताक्षर के लिए चुना गया है, आदर्श रूप से डिजिटल दस्तावेजों पर दूरस्थ रूप से हस्ताक्षर करने के लिए या डिजिटल लेनदेन के दौरान दोनों पक्षों की पहचान सत्यापित करने के लिए।
NIST आधिकारिक तौर पर डिजिटल हस्ताक्षर के लिए पहली पसंद के रूप में CRYSTALS-Dilithium की अनुशंसा करता है, और अधिक बुनियादी हस्ताक्षरों के लिए FALCON की सिफारिश करता है जो Dilithium को कवर नहीं कर सकता है। दोनों काफी तेज होने के लिए जाने जाते हैं। डेटा को एन्क्रिप्ट करने के लिए तीनों संरचित जाली गणित की समस्याओं का उपयोग करते हैं।
चौथा, SPHINCS+, दूसरों की तुलना में तुलनात्मक रूप से धीमा है, लेकिन इसे क्वांटम-प्रूफ माना जाता है क्योंकि यह अन्य तीन की तुलना में गणितीय समस्याओं के एक पूरी तरह से अलग सेट पर निर्भर करता है। संरचित जाली का उपयोग करने के बजाय, यह हैश फ़ंक्शन पर निर्भर करता है।
क्वांटम-प्रतिरोधी क्रिप्टोग्राफी विकसित करने का महत्व
आज प्रमुख संगठनों के लिए सबसे बड़ी चिंताओं में से एक यह है कि एक बार क्वांटम कंप्यूटिंग मुख्यधारा बन जाने के बाद, इस बात की प्रबल संभावना है कि अभी सुरक्षित रूप से एन्क्रिप्ट किया गया सभी डेटा जोखिम में हो सकता है। बहुतों का मानना है कि क्वांटम कंप्यूटिंग पूरी दुनिया को बदल देगी , और क्रिप्टोग्राफी एक ऐसा क्षेत्र है जिसके प्रमुख रूप से प्रभावित होने की संभावना है।
उदाहरण के लिए, यदि आप आज पारंपरिक एन्क्रिप्शन का उपयोग करके संवेदनशील जानकारी भेजते हैं, तो एक जोखिम है कि दुर्भावनापूर्ण तृतीय-पक्ष आपके डेटा को रोक सकते हैं और इसे संग्रहीत कर सकते हैं। यह सरकारी एजेंसियों के लिए विशेष रूप से सच है, जहां आज वर्गीकृत दस्तावेजों की गोपनीयता भविष्य में उतनी ही महत्वपूर्ण होगी।
एक बार जब क्वांटम कंप्यूटिंग मुख्यधारा में आ जाती है, तो एक वास्तविक जोखिम होता है कि इस संवेदनशील जानकारी को डिक्रिप्ट किया जा सकता है और जनता के लिए जारी किया जा सकता है या ब्लैकमेल के उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जा सकता है, भले ही यह लाइन से दशकों नीचे हो। यही कारण है कि सरकारें और सुरक्षा एजेंसियां क्वांटम-सुरक्षित एन्क्रिप्शन को जल्द से जल्द विकसित करने के लिए इतनी गंभीर हैं।
यदि आप IKEv1 प्रोटोकॉल के साथ पूर्व-साझा कुंजी का उपयोग करते हैं, तो आप अनिवार्य रूप से एन्क्रिप्शन का उपयोग कर रहे हैं जिसे क्वांटम-प्रतिरोधी माना जाता है। कई लोग यह भी मानते हैं कि AES-256, आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला एन्क्रिप्शन , क्वांटम प्रतिरोधी भी है।
हालांकि, एनआईएसटी के अनुसार, ऊपर वर्णित चार एन्क्रिप्शन केवल वही हैं जिन्हें 'क्वांटम सबूत' माना जाता है। कई कंपनियां पहले से ही अपने उत्पादों में क्वांटम सुरक्षित एन्क्रिप्शन पेश कर रही हैं। उदाहरण के लिए, वेरिज़ोन की क्वांटम सुरक्षित वीपीएन क्वांटम कंप्यूटर द्वारा हमलों का विरोध करने में सक्षम होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
आप अभी तक क्वांटम-प्रूफ एन्क्रिप्शन का परीक्षण क्यों नहीं कर सकते?
जबकि कई एन्क्रिप्शन मानक हैं जिन्हें हम क्वांटम सुरक्षित मानते हैं, वास्तव में किसी का परीक्षण नहीं किया गया है। और इसका कारण बिल्कुल स्पष्ट है: हमारे पास अभी तक क्वांटम कंप्यूटर नहीं हैं।
हालाँकि, हम और भी करीब आ रहे हैं। नैनोकंप्यूटिंग , एक बिंदु पर असंभव माना जाने वाला कुछ वास्तविक है, कई आधुनिक उपकरणों में अब ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है जिसमें 100 नैनोमीटर से कम लंबाई वाले चैनल होते हैं।
दरअसल, 2019 में Google ने नेचर में एक ऐतिहासिक रिपोर्ट प्रकाशित की , यह दावा करते हुए कि उन्होंने अपने क्वांटम कंप्यूटर Sycamore के साथ क्वांटम सर्वोच्चता हासिल कर ली है। एक प्रयोगात्मक भौतिक विज्ञानी जॉन मार्टिनिस के नेतृत्व में एक टीम में, वे अपने क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग जटिल गणना करने में सक्षम थे जो कि एक मानक सुपर कंप्यूटर 100,000 से अधिक वर्ष।
यह अभी तक अलार्म का कारण नहीं है: उन्होंने केवल एक विशिष्ट मामले के साथ क्वांटम सर्वोच्चता हासिल की है, लेकिन यह दिखाता है कि क्वांटम कंप्यूटिंग बहुत वास्तविक है, और उतना दूर नहीं जितना लोग सोचते हैं।
नतीजतन, क्योंकि क्वांटम कंप्यूटिंग वास्तव में उपलब्ध नहीं है, इसका ठीक से परीक्षण करना असंभव है। वास्तव में, यह समझाने के लिए कि गूलर द्वारा हल की गई समस्या कितनी विशिष्ट थी, टीम ने वास्तव में एक मामला प्रस्तुत किया जहां कंप्यूटर को क्वांटम यादृच्छिक संख्या जनरेटर का उपयोग करके विभिन्न परिणामों की संभावना की गणना करनी थी।
यह स्पष्ट रूप से पारंपरिक एन्क्रिप्शन से बहुत अलग है, जिसमें आमतौर पर गणितीय समीकरण शामिल होते हैं। हालांकि, यह दिखाने के लिए जाता है कि वैज्ञानिकों द्वारा पूरी तरह से महारत हासिल करने के बाद यह अगली सबसे अच्छी चीज के लिए कितना शक्तिशाली हो सकता है।
अपनी जानकारी को आज ही एन्क्रिप्ट करने के लिए कदम उठाएं
जबकि क्वांटम-प्रूफ एन्क्रिप्शन अभी भी कुछ समय दूर है, यह सुनिश्चित करने में कोई दिक्कत नहीं है कि आप आज उचित सुरक्षा उपायों का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप व्यक्तिगत फ़ाइलों या डेटा को संग्रहीत करने के लिए क्लाउड स्टोरेज का उपयोग करते हैं, तो हमेशा सुनिश्चित करें कि आप एंड-टू-एंड क्लाउड स्टोरेज प्रदाता का उपयोग करते हैं।