ارتقای امنیت انتقال داده ها در بستر شبکه های ناهمگن از طریق یکپارچه سازی پروتکل های توزیع کلید کوانتومی و الگوریتم های رمزنگاری پساکوانتومی

با پیشرفت های شتابان در حوزه محاسبات کوانتومی امنیت زیرساخت های سنتی رمزنگاری که بر دشواری محاسباتی مسائل ریاضی تکیه دارند با چالشی بنیادین روبرو شده است. سیستم های رمزنگاری نامتقارن فعلی مانند الگوریتم رمزنگاری ریوست شامیر ادلمن و رمزنگاری منحنی بیضوی که ستون فقرات امنیت در شبکه های ارتباطی مدرن را تشکیل می دهند در برابر الگوریتم های کوانتومی مانند الگوریتم شور آسیب پذیر بوده و انتظار می رود با ظهور رایانه های کوانتومی در مقیاس بزرگ در زمان کوتاهی شکسته شوند. این تهدید که تحت عنوان روز کوانتومی شناخته می شود نه تنها امنیت آینده بلکه داده های حساس فعلی را نیز از طریق حملات اکنون برداشت کن، بعدا رمزگشایی کن به خطر انداخته است؛ جایی که مهاجمان داده های رمزگذاری شده را امروز ذخیره می کنند تا در آینده با رایانه های کوانتومی آنها را افشا کنند. در این مقاله رویکردی نوین برای ارتقای امنیت در شبکه های ناهمگن از طریق یکپارچه سازی دو فناوری کلیدی توزیع کلید کوانتومی و رمزنگاری پساکوانتومی ارائه شده است. با بهره گیری از اصول مکانیک کوانتوم امنیتی بر پایه قوانین فیزیک فراهم می کند که در آن هرگونه استراق سمع به دلیل اثر مشاهده گر قابل شناسایی است. از سوی دیگر، رمزنگاری پساکوانتومی بر پایه الگوریتم های ریاضی بنا شده است که در برابر حملات کوانتومی مقاوم هستند و قابلیت اجرا بر روی زیرساخت های کلاسیک فعلی را دارند. ترکیب این دو در یک معماری، ترکیبی ضمن رفع محدودیت های عملیاتی مانند محدودیت مسافت در توزیع کلید کوانتومی و آسیب پذیری های احتمالی کانال جانبی در رمزنگاری پساکوانتومی، لایه ای نفوذناپذیر از امنیت را برای شبکه های نسل آینده (مانند ۶G) فراهم می آورد. این مطالعه با تحلیل سناریوهای مختلف یکپارچه سازی نشان می دهد که چگونه این هم افزایی می تواند تاب آوری داده ها را در محیط های ناهمگن تضمین کند.

کلیدواژه ها:

توزیع کلید کوانتومی ، رمزنگاری پساکوانتومی ، شبکه های ناهمگن ، امنیت کوانتومی ، رمزنگاری ترکیبی ، اکنون برداشت کن بعدا رمزگشایی کن