القرصنة الكمومية: السباق نحو التشفير الكمي ينتقل إلى الرقائق
كل رسالة أو معاملة مالية أو سجل طبي أو وثيقة حكومية مشفرة اليوم يمكن أن تظل مخزنة في مكان ما لسنوات. يعتقد خبراء الأمن السيبراني أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية قد تصبح في النهاية قوية بما يكفي لكسر بعض طرق التشفير التي تحمي هذه المعلومات الحساسة حاليًا. تركز معظم المحادثات حول التهديد الكمي على خوارزميات التشفير الجديدة. ومع ذلك، لا تستطيع الخوارزميات وحدها حماية البيانات. ويجب أن يتم دمجها في نهاية المطاف في الرقائق التي تشغل الخوادم، والهواتف الذكية، والأنظمة الصناعية، والبنية التحتية الحيوية – وهي مهمة ثبت أنها أكثر تعقيدًا بكثير من كتابة العمليات الحسابية نفسها. وقد بدأ هذا التحدي في إعادة تشكيل صناعة أشباه الموصلات. فبدلاً من التعامل مع الحوسبة الكمومية والأمن السيبراني كمجالين منفصلين، يستكشف صانعو الرقائق بشكل متزايد كيف يمكن تصميم المعالجات المستقبلية بوسائل حماية مقاومة للكم مدمجة في الأجهزة نفسها. أحد الأمثلة يأتي من شركة الأمن SEALSQ ومقرها سويسرا والشركة الأمريكية المصنعة لأشباه الموصلات GlobalFoundries (GF). ووقعت الشركتان مذكرة تفاهم استراتيجية للتطوير المشترك لتقنيات أمان ما بعد الكم، ومنصات أشباه الموصلات الآمنة، والإلكترونيات المتخصصة لأنظمة الحوسبة الكمومية المستقبلية. قال كارلوس موريرا، الرئيس التنفيذي لشركة SEALSQ وخبير الأمم المتحدة المعترف به في مجال الأمن السيبراني: “إن الرؤية المشتركة طويلة المدى بين GF وSEALSQ هي أن أشباه الموصلات والأمن السيبراني والتشفير ما بعد الكمي والحوسبة الكمومية تتقارب في نظام بيئي تكنولوجي واحد”. مشكلة ظلت في طور الإنشاء منذ عقود. يعتمد الأمن الرقمي الحديث بشكل كبير على أنظمة التشفير مثل RSA والتشفير ذي المنحنى الإهليلجي. تنجح هذه الأساليب لأن أجهزة الكمبيوتر التقليدية تحتاج إلى قدر غير عملي من الوقت لحل المسائل الرياضية التي تحمي البيانات المشفرة. يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تغيير ذلك في النهاية. تشير بعض التقديرات إلى أن الآلة الكمومية القادرة يمكنها كسر تشفير العصر الحديث خلال يوم واحد. وعلى الرغم من أن الآلات الكمومية الحالية لا تزال بعيدة عن هذا المستوى من القدرة، فقد أمضت الباحثين سنوات في الإعداد لهذا الاحتمال. ولمواجهة التهديد، قاموا بتطوير تشفير ما بعد الكم، وهو جيل جديد من خوارزميات التشفير المصممة لتبقى آمنة حتى ضد الهجمات الكمومية. ومع ذلك، فإن تنفيذ هذه الخوارزميات يطرح تحدياته الخاصة. فهي تتطلب غالبًا المزيد من موارد الحوسبة، وتستهلك المزيد من الطاقة، ويجب دمجها في الأجهزة الحديثة. هذا هو المكان الذي تتدخل فيه شركات أشباه الموصلات بشكل متزايد. تحويل الرياضيات الآمنة الكم إلى أجهزة قابلة لإعادة الاستخدام يركز التعاون الجديد بين SEALSQ و GF على تطوير تقنيات الأمان القائمة على الأجهزة والتي يمكن أن تساعد في إدخال التشفير بعد الكم إلى تصميمات أشباه الموصلات المستقبلية. أحد الأهداف الأولى للشراكة هو إنشاء مكونات أمنية جاهزة يمكن لصانعي الرقائق الآخرين دمجها في المعالجات المستقبلية. وللقيام بذلك، ستعمل SEALSQ وGF مع MIPS، وهي شركة لتصميم الرقائق وهي أيضًا شركة تابعة لـ GF. ويخططون معًا لتطوير وحدات أمان معتمدة قادرة على تشغيل التشفير ما بعد الكمي مباشرةً في الأجهزة بدلاً من الاعتماد كليًا على البرامج. فكر في هذه الوحدات باعتبارها وحدات بناء أمنية جاهزة يمكن دمجها في تصميمات الشرائح المستقبلية. بدلاً من مطالبة المطورين بإنشاء كل وظيفة أمنية من الألف إلى الياء، يمكن للمصممين دمج مكونات الأجهزة المعتمدة مسبقًا والمصممة خصيصًا للأمن المقاوم للكم. تخطط الشركات أيضًا لتطوير مكونات وحدة أمان أجهزة Chiplet (CHSM). ويمكن في نهاية المطاف استخدام هذه الشرائح الصغيرة التي تركز على الأمان في أنظمة مثل وحدات أمان الأجهزة (HSMs)، التي تحمي مفاتيح التشفير الحساسة، والجيوب الآمنة، التي تعزل البيانات والعمليات الهامة عن بقية الجهاز. مجال آخر من مجالات التطوير يتضمن بنيات شرائح آمنة. تعتبر الشرائح الصغيرة عبارة عن مكونات أصغر من أشباه الموصلات يمكن دمجها مثل لبنات البناء لإنشاء أنظمة أكبر وأكثر قدرة. ويهدف الشركاء إلى استكشاف كيفية دمج وظائف الأمان في هذه البنى كجزء من منصات أشباه الموصلات المستقبلية. وأضاف موريرا: “تعد هذه الشراكة مناسبة طبيعية وتحققًا قويًا من رؤيتنا المشتركة. معًا، لدينا الفرصة للمساعدة في تشكيل منصات التكنولوجيا الآمنة والقابلة للتطوير والتي ستدعم العصر الكمي”. الجانب الأكثر برودة من التحدي الكمي لا تتعلق الشراكة فقط بالدفاع ضد أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية. كما تهدف أيضًا إلى تطوير تقنيات أشباه الموصلات التي يمكن أن تدعمها. تعمل معظم المعالجات الكمومية عند درجات حرارة لا تزيد عن أجزاء من الدرجة فوق الصفر المطلق، مما يجعلها من بين أبرد الآلات التي تم إنشاؤها على الإطلاق. وفي مثل هذه درجات الحرارة، يمكن للإلكترونيات التقليدية أن تكافح لتعمل بكفاءة. وللتغلب على هذه المشكلة، تخطط الشركتان للتعاون في إنشاء دوائر متكاملة خاصة بالتطبيقات المبردة (ASICs) يمكنها العمل في درجات حرارة منخفضة للغاية. من المتوقع أن تدعم هذه الرقائق المتخصصة الإلكترونيات المحيطة بأنظمة الحوسبة الكمومية المستقبلية وستعتمد على أعمال حلول تكنولوجيا الكم التي أطلقتها GF مؤخرًا بالإضافة إلى طموحات SEALSQ المستمرة في تصميم ASIC الكمي. هذا هو المكان الذي تدخل فيه تكنولوجيا صناعة الرقائق التقليدية إلى الصورة. “تدور هذه الشراكة حول بناء الأساس لعصر الكم: بنية تحتية رقمية موثوقة مؤمنة بواسطة تشفير ما بعد الكم وتقنيات أشباه الموصلات التي ستمكن أنظمة الحوسبة الكمومية المستقبلية،” قال نيكولاس سيرجنت، نائب الرئيس ورئيس حلول تكنولوجيا الكم في GF، إن معظم المعالجات الموجودة في أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والبنية التحتية للإنترنت اليوم مبنية باستخدام نهج التصنيع المعروف باسم CMOS (أشباه الموصلات المعدنية التكميلية). على مدى عدة عقود، سمحت هذه التكنولوجيا للمهندسين بتعبئة المزيد من الترانزستورات على الرقائق مع تحسين الأداء وخفض التكاليف. ووفقا للشركات، فإن نفس التكنولوجيا تظهر الآن كعامل تمكين محتمل للعصر الكمي لأنها توفر قابلية التوسع والموثوقية وفعالية التكلفة لمنصات تصنيع أشباه الموصلات القائمة. الطريق أمام الاتفاقية تمتد أهمية الشراكة إلى ما هو أبعد من أي تقنية منفردة. تركز العديد من المناقشات حول الحوسبة الكمومية على المعالجات نفسها، لكن النظام البيئي الكمي الفعال سيتطلب أكثر من ذلك بكثير. وسوف تحتاج إلى أنظمة اتصالات آمنة، وسلاسل توريد موثوقة، وإلكترونيات مبردة، وأجهزة قادرة على حماية البيانات من الهجمات المستقبلية. تقول SEALSQ وGF إن تعاونهما يهدف أيضًا إلى دعم مبادرات سلسلة التوريد السيادية الأوروبية والأمريكية. مع تزايد أهمية أشباه الموصلات المتقدمة للأمن الاقتصادي والوطني، تولي الحكومات اهتماما أكبر للمكان الذي يتم فيه تصميم التقنيات الحيوية وتطويرها وتصنيعها. ومع ذلك، فإن الطريق أمامنا لا يزال طويلا ومليئا بالتحديات. ولم تصل بعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية القادرة على كسر التشفير الحديث، ولا تزال العديد من التقنيات اللازمة لدعم الأنظمة الكمومية واسعة النطاق قيد التطوير. تعد الشراكة في حد ذاتها اتفاقية استراتيجية وليست إطلاق منتج، مما يعني أن الكثير من العمل يظل في مراحل التصميم والاختبار والتحقق من الصحة. وستتضمن الخطوات التالية تطوير وتقييم التقنيات الأمنية والرقائق المبردة المقترحة. وقال سيرجنت: “نحن معًا في وضع فريد يمكننا من منح العملاء والشركاء التقنيات اللازمة لتأمين وتمكين المستقبل الكمي”.
تم النشر: 2026-07-12 17:54:00
