پیادهسازی شبکه های ارتباطی مبتنی بر کوانتوم برای افزایش امنیت اطلاعات در سامانههای حیاتی شهرداریها

تحولات اخیر در حوزه رایانش کوانتومی، تهدیدی جدی برای روشهای رمزنگاری کلاسیک محسوب می شود که امنیت آن ها مبتنی بر مسائل پیچیده ریاضی است. در این میان، سامانههای حیاتی شهرداری ها که شامل اطلاعات شهروندان، زیرساخت های شهری و سیستم های مدیریت هوشمند هستند، به دلیل وابستگی به روشهای سنتی رمزنگاری، در معرض خطر جدی حمالت کوانتومی قرار دارند. شبکه های ارتباطی مبتنی بر کوانتوم با بهره گیری از اصول فیزیک کوانتومی، امنیتی را فراهم می کنند که نقض آن بر اساس قوانین مکانیک کوانتومی غیرممکن خواهد بود. این پژوهش با هدف بررسی نقش توزیع کلید کوانتومی (QKD) در تامین امنیت ارتباطات شهرداری ها و تحلیل چالشهای پیاده سازی این فناوری در مقیاس گسترده انجام شده است. روش پژوهش به صورت کتابخانه ای و مروری بوده و بر مبنای تحلیل مطالعات اخیر، نقاط قوت و محدودیتهای شبکه های کوانتومی در حوزه امنیت اطلاعات شهری بررسی شده است. یافتهها نشان می دهد که پروتکلهای QKD با تضمین امنیت تبادل کلید رمزنگاری و مقاومت در برابر حمالت محاسبات کوانتومی، جایگزینی مطمئن برای روش های رمزنگاری کلاسیک محسوب می شوند. با این حال، محدودیت در برد انتقال فوتون های کوانتومی، نیاز به توسعه تکرارگرهای کوانتومی (Quantum Repeaters) و چالشهای مرتبط با یکپارچه سازی این فناوری با شبکه های کلاسیک، از جمله موانع اصلی در پیاده سازی گسترده آن در سیستم های شهرداری ها. عالوه بر این، ارزیابی عملکرد شبکه های کوانتومی نشان می دهد که استفاده از مدل های هیبریدی که ترکیبی از ارتباطات کوانتومی و کلاسیک را ارائه می دهند، می تواند رویکردی عملی برای افزایش امنیت اطلاعات شهری باشد. در نتیجه، استقرار موفقیت آمیز این فناوری نیازمند تدوین استانداردهای فنی، بهینه سازی زیرساخت های ارتباطی و یکپارچه سازی پروتکل های امنیتی با شبکه های شهری موجود است تا امنیت پایدار در برابر تهدیدات کوانتومی تضمین شود.

کلیدواژه ها:

ارتباطات کوانتومی ، امنیت اطلاعات ، شهرداری ، توزیع کلید کوانتومی