رمزنگاری پساکوانتومی؛ ایران چقدر برای تهدید رایانه‌های کوانتومی آماده است؟

رایانه‌های کوانتومی هنوز آن‌قدر قدرتمند نشده‌اند که بتوانند امنیت بانک‌ها، اینترنت و سامانه‌های ارتباطی امروز را در مقیاس عملی درهم بشکنند؛ اما همین احتمال که در آینده چنین توان پردازشی در دسترس قرار گیرد، باعث شده است دولت‌ها و نهادهای امنیتی از هم‌اکنون برای تغییر یکی از بنیادی‌ترین لایه‌های امنیت دیجیتال آماده شوند: رمزنگاری.

حسین افشین، معاون علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان رئیس‌جمهوری، در گفت‌وگویی درباره تفاهم‌نامه مشترک معاونت علمی و بانک مرکزی در حوزه رمزنگاری پساکوانتومی، تأکید کرده است که اگرچه رایانه‌های کوانتومی فعلی هنوز توان شکستن رمزنگاری رایج اینترنت یا شبکه‌های بانکی را ندارند، اما در صورت دستیابی به توان پردازشی کافی، می‌توانند برخی مسائل ریاضی‌ای را که امنیت الگوریتم‌هایی مانند RSA و روش‌های مبتنی بر منحنی‌های بیضوی بر آن‌ها استوار است، با سرعت بسیار بیشتری حل کنند.

به گفته او، رمزنگاری در بخش‌های مختلف زندگی دیجیتال حضور دارد؛ از ورود به اینترنت‌بانک و انجام خرید آنلاین گرفته تا ارسال پیام‌های محرمانه و امضای دیجیتال اسناد. این سازوکارها برای جلوگیری از خوانده‌شدن، دستکاری یا جعل اطلاعات و همچنین قابل‌اعتماد کردن هویت طرفین ارتباط به کار می‌روند.

اما تهدید کوانتومی فقط به روزی محدود نمی‌شود که یک رایانه فوق‌قدرتمند ساخته شود. بخشی از نگرانی، به حمله‌ای مربوط می‌شود که شاید از همین امروز در حال وقوع باشد؛ سناریویی که در ادبیات امنیت سایبری با عنوان Harvest Now, Decrypt Later یا «امروز جمع‌آوری کن، فردا رمزگشایی کن» شناخته می‌شود.

امروز داده را بدزد، فردا قفلش را باز کن

در این سناریو، مهاجم نیازی ندارد که امروز بتواند یک پیام، تراکنش یا فایل رمزگذاری‌شده را باز کند. کافی است داده‌های رمزگذاری‌شده را رهگیری و ذخیره کند و منتظر بماند تا در آینده، با پیشرفت توان پردازشی رایانه‌های کوانتومی، امکان شکستن رمزنگاری آن‌ها فراهم شود.

این موضوع به‌ویژه برای اطلاعاتی اهمیت دارد که عمر محرمانگی طولانی دارند؛ داده‌های مالی، اطلاعات دولتی و امنیتی، اطلاعات زیرساخت‌های حیاتی و هر داده‌ای که افشای آن، حتی سال‌ها بعد، بتواند پیامدهای جدی داشته باشد.

مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) نیز در توضیح ضرورت حرکت به سمت رمزنگاری پساکوانتومی، به همین تهدید اشاره کرده و هشدار داده است که مهاجمان می‌توانند اطلاعات رمزگذاری‌شده امروز را جمع‌آوری کنند، با این امید که در آینده فناوری لازم برای رمزگشایی آن‌ها در اختیارشان قرار گیرد.

NIST تأکید دارد که به همین دلیل، مهاجرت به روش‌های مقاوم در برابر کوانتوم باید پیش از ظهور رایانه‌های کوانتومی قدرتمند آغاز شود. در واقع، پرسش اصلی دیگر فقط این نیست که «چه زمانی رایانه کوانتومی می‌تواند RSA را بشکند؟»؛ بلکه این است که چه اطلاعاتی امروز در حال ذخیره‌شدن است که ارزششان تا آن زمان همچنان باقی خواهد ماند؟

رمزنگاری پساکوانتومی چیست؟

رمزنگاری پساکوانتومی یا Post-Quantum Cryptography که به اختصار PQC نامیده می‌شود، مجموعه‌ای از الگوریتم‌های رمزنگاری است که برای مقاومت در برابر حملات احتمالی رایانه‌های کوانتومی طراحی شده‌اند.

نکته مهم این است که برای استفاده از این فناوری نیازی به داشتن رایانه کوانتومی نیست. الگوریتم‌های پساکوانتومی می‌توانند روی زیرساخت‌های متعارف، از سرورها و مراکز داده گرفته تا تلفن‌های همراه و تجهیزات شبکه، اجرا شوند. هدف اصلی، جایگزینی یا تقویت روش‌هایی است که در صورت ظهور رایانه‌های کوانتومی قدرتمند، ممکن است آسیب‌پذیر شوند.

NIST در اوت ۲۰۲۴ نخستین استانداردهای نهایی خود برای رمزنگاری پساکوانتومی را منتشر کرد. این استانداردها شامل ML-KEM برای ایجاد و تبادل امن کلید و ML-DSA و SLH-DSA برای امضای دیجیتال هستند و NIST اعلام کرده است که این استانداردها باید مبنای بخش بزرگی از استقرارهای رمزنگاری پساکوانتومی قرار گیرند.

بنابراین، رمزنگاری پساکوانتومی دیگر یک پروژه دانشگاهی یا موضوعی مربوط به آینده دور نیست؛ استانداردهای اصلی آن منتشر شده و دولت‌ها، شرکت‌های فناوری و اپراتورهای زیرساختی در حال آماده‌سازی برای مهاجرت به رمزنگاری پساکوانتومی هستند.

کدام کشورها به سمت رمزنگاری پساکوانتومی رفته‌اند؟

آمریکا یکی از بازیگران اصلی استانداردسازی رمزنگاری پساکوانتومی است. NIST از سال‌ها قبل فرایند ارزیابی الگوریتم‌های مقاوم در برابر حملات کوانتومی را آغاز کرده و اکنون استانداردهای اولیه این حوزه را نهایی کرده است. این نهاد به سازمان‌ها توصیه کرده است که روند استفاده از استانداردهای جدید و مهاجرت به رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم را آغاز کنند.

بریتانیا نیز یکی از شفاف‌ترین برنامه‌های زمانی را برای این مهاجرت منتشر کرده است. مرکز ملی امنیت سایبری بریتانیا یا NCSC به سازمان‌ها و زیرساخت‌های حیاتی این کشور اعلام کرده که تا سال ۲۰۲۸ باید دارایی‌ها و سامانه‌های وابسته به رمزنگاری خود را شناسایی و برنامه اولیه مهاجرت را تهیه کنند. تا سال ۲۰۳۱، مهاجرت سامانه‌های دارای اولویت بالا باید آغاز شده باشد و هدف نهایی، تکمیل مهاجرت بخش عمده سامانه‌ها تا سال ۲۰۳۵ است.

در سطح اروپا نیز حرکت به سمت آماده‌سازی برای تهدید کوانتومی به یک موضوع سیاستی تبدیل شده و کشورهای مختلف در حال تدوین برنامه‌ها و چارچوب‌های مهاجرت هستند. در آلمان، تمرکز بر شناسایی وابستگی سامانه‌ها به رمزنگاری فعلی و طراحی مسیر مهاجرت است و فرانسه نیز بر حفاظت از اطلاعاتی تأکید دارد که باید برای مدت طولانی محرمانه باقی بمانند. در دوره گذار نیز استفاده از مدل‌های هیبریدی، یعنی به‌کارگیری هم‌زمان رمزنگاری کلاسیک و پساکوانتومی، یکی از گزینه‌های مورد توجه است.

ایران در ابتدای مسیر مهاجرت

در ایران نیز امضای تفاهم‌نامه میان معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست‌جمهوری و بانک مرکزی را می‌توان نشانه‌ای از ورود رسمی موضوع رمزنگاری پساکوانتومی به سطح سیاست‌گذاری و زیرساخت‌های مالی دانست.

بر اساس توضیحات مطرح‌شده، یکی از محورهای این همکاری، ایجاد زیرساخت‌های آزمایشگاهی و محیط‌های آزمون برای ارزیابی الگوریتم‌هاست؛ محیط‌هایی که قرار است در آن‌ها مواردی مانند امنیت، صحت عملکرد، مقیاس‌پذیری و تاب‌آوری راهکارها در برابر حملات بررسی شود.

این اقدام اهمیت زیادی دارد، زیرا گذار به رمزنگاری جدید صرفاً با نصب یک نرم‌افزار یا تغییر یک تنظیم امنیتی انجام نمی‌شود. الگوریتم‌های رمزنگاری در لایه‌های مختلف فناوری اطلاعات حضور دارند؛ از بانک‌ها و مراکز داده گرفته تا شبکه‌های مخابراتی، کارت‌های هوشمند، سامانه‌های دولتی، تجهیزات صنعتی و زیرساخت‌های حیاتی. شناسایی این وابستگی‌ها، تغییر نرم‌افزارها، به‌روزرسانی تجهیزات و آزمودن سازگاری سامانه‌ها ممکن است سال‌ها زمان ببرد.

نقطه کور امنیت سایبری؛ آیا کسی نقشه رمزنگاری سامانه‌ها را دارد؟

شاید مهم‌ترین چالش در مسیر آمادگی برای عصر پساکوانتومی، خود رایانه کوانتومی نباشد؛ بلکه این باشد که بسیاری از سازمان‌ها تصویر دقیقی از دارایی‌های رمزنگاری خود ندارند.

یک بانک، شرکت بزرگ یا اپراتور زیرساختی ممکن است صدها یا هزاران سامانه داشته باشد که به گواهی دیجیتال، امضای الکترونیکی، VPN، TLS، HSM، سامانه‌های پرداخت، مدیریت کلید یا کتابخانه‌های رمزنگاری وابسته‌اند. پرسش اینجاست که آیا همه این وابستگی‌ها مستندسازی شده‌اند؟ آیا مشخص است در هر سامانه دقیقاً از چه الگوریتمی استفاده می‌شود؟ آیا تجهیزات و نرم‌افزارهای قدیمی قابلیت مهاجرت به الگوریتم‌های جدید را دارند؟

این همان نقطه‌ای است که تهدید کوانتومی به یک مسئله جدی مدیریت امنیت سایبری تبدیل می‌شود.

آژانس امنیت سایبری و امنیت زیرساخت آمریکا (CISA) نیز در راهنمای آمادگی برای مهاجرت به رمزنگاری پساکوانتومی هشدار داده است که سازمان‌ها اغلب از گستردگی وابستگی محصولات، نرم‌افزارها و خدمات خود به رمزنگاری کلید عمومی آگاهی کاملی ندارند. این نهاد بر تهیه «فهرست دارایی‌های رمزنگاری» و شناسایی الگوریتم‌های آسیب‌پذیر در سامانه‌های فناوری اطلاعات و فناوری عملیاتی تأکید کرده است.

به بیان ساده، پیش از آنکه یک سازمان بتواند رمزنگاری خود را تغییر دهد، ابتدا باید بداند چه چیزی را، در کجا و با چه روشی رمزگذاری کرده است.

این مسئله برای ایران، به‌ویژه در زیرساخت‌های بانکی، دولتی و صنعتی که بخشی از آن‌ها بر سامانه‌ها و تجهیزات قدیمی متکی هستند، می‌تواند به یک نقطه کور مهم تبدیل شود. اگر نقشه‌ای جامع از وابستگی‌های رمزنگاری وجود نداشته باشد، مهاجرت در آینده ممکن است نه‌تنها پرهزینه و زمان‌بر، بلکه همراه با اختلال و ایجاد آسیب‌پذیری‌های جدید باشد.

تهدید فوری نیست، اما زمان برای آماده‌سازی محدود است

واقعیت این است که هنوز هیچ رایانه کوانتومی شناخته‌شده‌ای توان شکستن رمزنگاری اصلی اینترنت یا شبکه‌های بانکی را در مقیاس عملی ندارد. بنابراین، تهدید کوانتومی را نباید به‌عنوان بحرانی فوری و قریب‌الوقوع توصیف کرد.

اما در این فاصله زمانی، فرصتی برای دست روی دست گذاشتن نیست. تجربه کشورهایی مانند بریتانیا نشان می‌دهد که بخش بزرگی از زمان مورد نیاز برای مهاجرت، نه صرف انتخاب یک الگوریتم جدید، بلکه صرف شناسایی دارایی‌ها، بررسی وابستگی‌ها، هماهنگی با تأمین‌کنندگان، تغییر تجهیزات و آزمایش راهکارهای جدید می‌شود.

تهدید «امروز جمع‌آوری کن، فردا رمزگشایی کن» نیز به همین دلیل اهمیت دارد. ممکن است امروز هیچ مهاجمی نتواند محتوای یک فایل یا ارتباط رمزگذاری‌شده را بخواند، اما اگر آن داده تا ۱۰ یا ۲۰ سال آینده همچنان ارزشمند باشد، جمع‌آوری آن از امروز می‌تواند منطقی باشد.

در چنین شرایطی، تفاهم‌نامه اخیر میان بانک مرکزی و معاونت علمی را می‌توان بیش از آنکه پاسخی به یک بحران فوری دانست، آغاز مسیری برای مقاوم‌سازی زیرساخت‌ها در برابر تهدیدی دانست که زمان دقیق وقوعش مشخص نیست، اما پیامدهای آن از امروز در حال شکل‌گیری است.

شاید مهم‌ترین سؤال برای سیاست‌گذاران و مدیران امنیت سایبری ایران نیز همین باشد: پیش از آنکه به دنبال به‌کارگیری یا استقرار الگوریتم‌های پساکوانتومی باشیم، آیا می‌دانیم امروز کدام داده‌ها را باید برای فردا امن نگه داریم؟