الصفحات
سياسة
يقول الخبراء إنه خلال فترة تتراوح بين 10 و15 سنة يمكن إنتاج أجهزة كمبيوتر كمي قادرة على اختراق ما نعتبره الآن "بيانات مؤمنة" مثل البيانات المصرفية وبيانات الرعاية الصحية لدى القطاع الخاص، وكذلك العملومات شديدة الحساسية الخاصة بالحكومات والمؤسسات العسكرية. لهذا يبحث خبراء التشفير وتأمين البيانات من الآن عن وسائل بديلة وتقنيات تشفير مختلفة لحماية المعلومات والبيانات في عصر الحوسبة الكمية.
ومن بين البدائل التي يدرسها الخبراء لتشفير وحماية البيانات، استخدام الأقمار الاصطناعية المحلقة في الفضاء.
يقول "فرانك تريمر" مدير قطاع التطبيقات في اتحاد صناعة تكنولوجيا المعلومات الألماني "بيتكوم" إنه تم بالفعل تطويرعدد قليل من أجهزة الكمبيوتر الكمي حاليا، لكن من الصعب معرفة متى ستصل هذه الأجهزة إلى الدرجة التي تصبح فيها خطرا حقيقيا على سرية البيانات وحماية الخصوصية.
ويضيف أن أجهزة الكمبيوتر الكمي الجديدة هي معجزات صغيرة، حيث "يمكن استخدامها لزيادة سرعة معالجة البيانات بصورة كبيرة للغاية، بحيث يتم خلال ساعات أو أقل معالجة بيانات كانت تحتاج إلى سنوات لمعالجتها".
ويعني هذا أن الكثير من قواعد البيانات وأنظمة التخزين التي نعتبرها حاليا آمنة وعصية على الاختراق، ستصبح هدفا سهلا لقراصنة المعلومات.
من ناحيته قال "مكتب أمن المعلومات" الألماني وهو الجهاز الحكومي المعني بتأمين أنظمة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في ألمانيا تعليقا على التطور الحالي في تكنولوجيا الحوسبة الكمية إنه "لكي لا يجاوزنا هذا التطور، علينا الاستعداد من اليوم لعصر ما بعد الحوسبة الكمية".
وبالفعل بدأ الباحثون في معهد ماكس بلانت لعلوم الضوء في مدينة إيرلانجين الألمانية مواجهة هذا التحدي.
يقول "كريستوف ماركواردت" الباحث في المعهد إن "هدفنا هو أن نكون أسرع من التطورات التي تهددنا". ويقوم هو وزملاؤه بأبحاث تتعلق بما يسمى الكتابة السرية( الشفرة) الكمية.
يذكر أن تكنولوجيا الحوسبة الكمية تعتمد على قوانين الفيزياء الكمية، حيث يمكن قياس الفوتون أو كمية الضوء بشكل كامل في مرة واحدة، حيث أن هذا الإجراء نفسه يغير حالة الجزيء ويؤدي إلى نتيجة مختلفة في أي اختبار ثان.
ويمكن استغلال هذه الفكرة الأساسية فى تشفير المعلومات.
حيث يقوم جهاز إرسال بارسال فوتونات إلى جهاز استقبال. ويستطيعا معا تكوين رمز يمكن استخدامه لقراءة المعلومات المشفرة.
يمكن اعتبار هذا الأسلوب للتواصل مؤمنا ضد التنصت، لآن أي محاولة للتجسس ستؤدي إلى خروج الشفرة السرية من مسارات الإشارات وهو ما يتيح اكتشاف عملية التنصت فورا.
يختلف الكمبيوتر الكمي، عن الكمبيوتر العادي، في أن الأخير يعتمد على رقائق السيليكون التي تقوم بتخزين البيانات بعد تحويلها إلى النظام الرقمي وفقا للمنظومة الثنائية "صفرأو واحد"، في حين يعتمد الكمبيوتر الكمي على تفكيك وإعادة بناء الذرة أو الجزيء لتخزين البيانات ومعالجتها وهو ما يتيح سرعات غير مسبوقة.
ويوضح ماركواردت أن أحد أكبر المشاكل حتى الآن يتمثل في المسافة التي يمكن نقل المعلومات عبرها باستخدام تكنولوجيا التشفير الكمي .
ورغم وجود شركات تقدم بالفعل خدمات الاتصال الكمي من خلال كابلات ألياف ضوئية، فإن جودة الإشارة تتراجع بشدة عندما تزيد المسافة عن 100 كيلومتر، بما يفرض ضرورة وجود وحدات لتقوية الإشارة .
لكن هذه الطريقة لا تعمل في حالة التكنولوجيا الكمية لنقل البيانات.
ويمكن للمرء الالتفات إلى الفضاء من أجل تقليل احتمالات اختراق عمليات نقل البيانات إلى الحد الأدنى. يقول "ماركواردت" إن "هناك عملية امتصاص في الغلاف الجوي ... لكن سمك هذه الطبقة لا يزيد عن 10 كيلومترات. وبعد ذلك يوجد الفراغ". وبالفعل فإن الباحثين يحاولون الاستفادة من هذه الحقيقة: فقد أطلقوا القمر الاصطناعي للاتصالات "ألفا سات1- إكس.إل" والذي يرسل حزم من أشعة الليزر في نطاق الأشعة تحت الحمراء إلى محطة قياس على بعد 38 ألف كيلومتر في جزيرة تيناريف في المحيط الأطلسي.
وبالتعاون مع شركة "تيسات سبيسكوم" في مدينة "باكنانج" الألمانية ومركز الفضاء الألماني، قام "ماركواردت" وفريقه بتحليل كمية الضوء في حزمة الليزر وبالتالي تم توليد شفرة يمكن استخدامها لقراءة رسالة مشفرة.
ويشدد "ماركواردت" على أن القمر الاصطناعي "ألفاسات1-إكس.إل" لم يتم تصنيعه أساسا من أجل تكنولوجيا الاتصالات الكمية.
.وقد حدث شيء بالمصادفة اتاح للباحثين إجراء الاختبار حيث انضم إليهم زميل من معهد ماكس بلانك بعد عمله لفترة في "تيسات سبيسكوم" والتي تنتج اتصالات عن طريق الاقمار الاصطناعية المدعومة بأشعة الليزر .
فقد أشار هذا الزميل إلى أن التكنولوجيا المستخدمة في هذه الشركة مناسبة جدا للتجارب المعملية التي يجريها المعهد.
وقال ماركواردت "نستطيع استخدام الأنظمة الموجودة. الآن أصبحنا على وشك من الممكن توفير خدمة التشفير الكمي باستخدام الأقمار الاصطناعية.
وخلال فترة من 5 إلى 10 سنوات، سيكون هناك شبكة عنقودية من أقمار الاتصالات الاصطناعية التي يمكن أن تتواصل بتكنولوجيا الاتصالات الكمية، سواء فيما بينها أو بينها وبين المحطات الأرضية.
ولكن يظل المتطلب الأساسي لكل القضايا الحساسة المحيطة بحماية المعلومات متمثلا في أنه" يتعين أن تكون هناك ثقة فى مشغل الأقمار الاصطناعية".
ومن بين البدائل التي يدرسها الخبراء لتشفير وحماية البيانات، استخدام الأقمار الاصطناعية المحلقة في الفضاء.
يقول "فرانك تريمر" مدير قطاع التطبيقات في اتحاد صناعة تكنولوجيا المعلومات الألماني "بيتكوم" إنه تم بالفعل تطويرعدد قليل من أجهزة الكمبيوتر الكمي حاليا، لكن من الصعب معرفة متى ستصل هذه الأجهزة إلى الدرجة التي تصبح فيها خطرا حقيقيا على سرية البيانات وحماية الخصوصية.
ويضيف أن أجهزة الكمبيوتر الكمي الجديدة هي معجزات صغيرة، حيث "يمكن استخدامها لزيادة سرعة معالجة البيانات بصورة كبيرة للغاية، بحيث يتم خلال ساعات أو أقل معالجة بيانات كانت تحتاج إلى سنوات لمعالجتها".
ويعني هذا أن الكثير من قواعد البيانات وأنظمة التخزين التي نعتبرها حاليا آمنة وعصية على الاختراق، ستصبح هدفا سهلا لقراصنة المعلومات.
من ناحيته قال "مكتب أمن المعلومات" الألماني وهو الجهاز الحكومي المعني بتأمين أنظمة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في ألمانيا تعليقا على التطور الحالي في تكنولوجيا الحوسبة الكمية إنه "لكي لا يجاوزنا هذا التطور، علينا الاستعداد من اليوم لعصر ما بعد الحوسبة الكمية".
وبالفعل بدأ الباحثون في معهد ماكس بلانت لعلوم الضوء في مدينة إيرلانجين الألمانية مواجهة هذا التحدي.
يقول "كريستوف ماركواردت" الباحث في المعهد إن "هدفنا هو أن نكون أسرع من التطورات التي تهددنا". ويقوم هو وزملاؤه بأبحاث تتعلق بما يسمى الكتابة السرية( الشفرة) الكمية.
يذكر أن تكنولوجيا الحوسبة الكمية تعتمد على قوانين الفيزياء الكمية، حيث يمكن قياس الفوتون أو كمية الضوء بشكل كامل في مرة واحدة، حيث أن هذا الإجراء نفسه يغير حالة الجزيء ويؤدي إلى نتيجة مختلفة في أي اختبار ثان.
ويمكن استغلال هذه الفكرة الأساسية فى تشفير المعلومات.
حيث يقوم جهاز إرسال بارسال فوتونات إلى جهاز استقبال. ويستطيعا معا تكوين رمز يمكن استخدامه لقراءة المعلومات المشفرة.
يمكن اعتبار هذا الأسلوب للتواصل مؤمنا ضد التنصت، لآن أي محاولة للتجسس ستؤدي إلى خروج الشفرة السرية من مسارات الإشارات وهو ما يتيح اكتشاف عملية التنصت فورا.
يختلف الكمبيوتر الكمي، عن الكمبيوتر العادي، في أن الأخير يعتمد على رقائق السيليكون التي تقوم بتخزين البيانات بعد تحويلها إلى النظام الرقمي وفقا للمنظومة الثنائية "صفرأو واحد"، في حين يعتمد الكمبيوتر الكمي على تفكيك وإعادة بناء الذرة أو الجزيء لتخزين البيانات ومعالجتها وهو ما يتيح سرعات غير مسبوقة.
ويوضح ماركواردت أن أحد أكبر المشاكل حتى الآن يتمثل في المسافة التي يمكن نقل المعلومات عبرها باستخدام تكنولوجيا التشفير الكمي .
ورغم وجود شركات تقدم بالفعل خدمات الاتصال الكمي من خلال كابلات ألياف ضوئية، فإن جودة الإشارة تتراجع بشدة عندما تزيد المسافة عن 100 كيلومتر، بما يفرض ضرورة وجود وحدات لتقوية الإشارة .
لكن هذه الطريقة لا تعمل في حالة التكنولوجيا الكمية لنقل البيانات.
ويمكن للمرء الالتفات إلى الفضاء من أجل تقليل احتمالات اختراق عمليات نقل البيانات إلى الحد الأدنى. يقول "ماركواردت" إن "هناك عملية امتصاص في الغلاف الجوي ... لكن سمك هذه الطبقة لا يزيد عن 10 كيلومترات. وبعد ذلك يوجد الفراغ". وبالفعل فإن الباحثين يحاولون الاستفادة من هذه الحقيقة: فقد أطلقوا القمر الاصطناعي للاتصالات "ألفا سات1- إكس.إل" والذي يرسل حزم من أشعة الليزر في نطاق الأشعة تحت الحمراء إلى محطة قياس على بعد 38 ألف كيلومتر في جزيرة تيناريف في المحيط الأطلسي.
وبالتعاون مع شركة "تيسات سبيسكوم" في مدينة "باكنانج" الألمانية ومركز الفضاء الألماني، قام "ماركواردت" وفريقه بتحليل كمية الضوء في حزمة الليزر وبالتالي تم توليد شفرة يمكن استخدامها لقراءة رسالة مشفرة.
ويشدد "ماركواردت" على أن القمر الاصطناعي "ألفاسات1-إكس.إل" لم يتم تصنيعه أساسا من أجل تكنولوجيا الاتصالات الكمية.
.وقد حدث شيء بالمصادفة اتاح للباحثين إجراء الاختبار حيث انضم إليهم زميل من معهد ماكس بلانك بعد عمله لفترة في "تيسات سبيسكوم" والتي تنتج اتصالات عن طريق الاقمار الاصطناعية المدعومة بأشعة الليزر .
فقد أشار هذا الزميل إلى أن التكنولوجيا المستخدمة في هذه الشركة مناسبة جدا للتجارب المعملية التي يجريها المعهد.
وقال ماركواردت "نستطيع استخدام الأنظمة الموجودة. الآن أصبحنا على وشك من الممكن توفير خدمة التشفير الكمي باستخدام الأقمار الاصطناعية.
وخلال فترة من 5 إلى 10 سنوات، سيكون هناك شبكة عنقودية من أقمار الاتصالات الاصطناعية التي يمكن أن تتواصل بتكنولوجيا الاتصالات الكمية، سواء فيما بينها أو بينها وبين المحطات الأرضية.
ولكن يظل المتطلب الأساسي لكل القضايا الحساسة المحيطة بحماية المعلومات متمثلا في أنه" يتعين أن تكون هناك ثقة فى مشغل الأقمار الاصطناعية".
