Οι επιστήμονες υπολογιστών λένε ότι έχουν αναπτύξει μια νέα μέθοδο κρυπτογράφησης που έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει ευαίσθητα δεδομένα από μια από τις μεγαλύτερες διαφαινόμενες απειλές στην ασφάλεια στον κυβερνοχώρο: κβαντικούς υπολογιστές αρκετά ισχυρό για να σπάσει τα σημερινά κρυπτογραφικά συστήματα.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε τον Φεβ. 2025 στο περιοδικό Συναλλαγές IEEE σε ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης (αλλά δημοσιοποιήθηκε σε α δήλωση 2 Μαρτίου 2026), οι ερευνητές πρότειναν ένα υβριδικό πλαίσιο κρυπτογράφησης ειδικά σχεδιασμένο για να προστατεύει τα δεδομένα βίντεο – τα πάντα, από βίντεο παρακολούθησης έως βιντεοκλήσεις – από τρέχοντες χάκερ και μελλοντικές επιθέσεις με κβαντική ενέργεια.
“Σκεφτείτε ένα κανονικό hack στον υπολογιστή σαν κάποιος που προσπαθεί να διαλέξει μια παραδοσιακή κλειδαριά πόρτας – μπορεί να χρειαστούν μέρες, ακόμα και χρόνια, για να δοκιμάσει κάθε συνδυασμό.” SS Iyengarένας καθηγητής και διευθυντής του Digital Forensic Center of Excellence στο Διεθνές Πανεπιστήμιο της Φλόριντα, ανέφερε στη δήλωση. “Αλλά ένα hack κβαντικού υπολογιστή είναι σαν να έχεις ένα κλειδί που θα μπορούσε να δοκιμάσει πολλούς συνδυασμούς ταυτόχρονα. Αυτό είναι που κάνει τις κβαντικές απειλές τόσο ισχυρές.”
Κβαντική κρυπτογράφηση, καρέ προς καρέ
Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές εστίασαν στον τρόπο με τον οποίο το βίντεο κρυπτογραφείται και μεταδίδεται μέσω του Διαδικτύου. Το σύστημά τους συνδυάζει συμβατικές τεχνικές ασφαλείας με στοιχεία σχεδιασμένα να παραμένουν ανθεκτικά ακόμα και αν ο κβαντικός υπολογισμός προχωρά. Αντί να κρυπτογραφεί το βίντεο ως ένα μεγάλο αρχείο, η μέθοδος δημιουργεί ψευδοτυχαία κλειδιά που ανακατεύουν μεμονωμένα καρέ πριν από τη μετάδοση.
Πρακτικά, τα δεδομένα βίντεο κρυπτογραφούνται χρησιμοποιώντας κρυπτογραφικά κλειδιά που μόνο εξουσιοδοτημένοι χρήστες μπορούν να αποκωδικοποιήσουν. Ακόμα κι αν οι εισβολείς παρεμποδίσουν τη μετάδοση, οι υποκείμενες πληροφορίες παραμένουν δυσανάγνωστες χωρίς το σωστό κλειδί.
Αυτό που κάνει την τεχνική διαφορετική από τις συμβατικές προσεγγίσεις είναι η εστίασή της στη δομή του βίντεο. Τα αρχεία βίντεο συχνά περιέχουν μοτίβα — επαναλαμβανόμενες δομές που δημιουργούνται από αλγόριθμους συμπίεσης ή ομοιότητες πλαισίων — που οι εισβολείς μπορούν μερικές φορές να εκμεταλλευτούν κατά την κρυπτανάλυση, την πρακτική της εύρεσης αδυναμιών στους κρυπτογραφικούς αλγόριθμους. Το νέο πλαίσιο προσπαθεί να εξαλείψει αυτά τα μοτίβα αυξάνοντας την τυχαιότητα ή την «εντροπία» των κρυπτογραφημένων πλαισίων βίντεο.
Σύμφωνα με τη μελέτη, αυτή η στατιστική τυχαιότητα είναι ένας βασικός παράγοντας για τον τρόπο μέτρησης της ισχύος κρυπτογράφησης. Στις προσομοιώσεις τους, οι ερευνητές μέτρησαν παράγοντες όπως το πόσο τυχαία εμφανίστηκαν τα κωδικοποιημένα δεδομένα και πόσο στενά γειτονικά σημεία δεδομένων μοιάζουν μεταξύ τους. Όσο πιο τυχαία είναι η έξοδος και όσο λιγότερα ανιχνεύσιμα μοτίβα περιείχε, τόσο πιο δύσκολο θα ήταν για τους εισβολείς να αναλύσουν.
Με βάση αυτές τις δοκιμές, η ομάδα είπε ότι το σύστημα ξεπέρασε παρόμοιες μεθόδους κρυπτογράφησης βίντεο κατά περίπου 10% έως 15% στις προσομοιώσεις τους. Τα κέρδη προήλθαν κυρίως από την αφαίρεση μοτίβων που μερικές φορές χρησιμοποιούν οι εισβολείς ως ενδείξεις κατά την ανάλυση κρυπτογραφημένων αρχείων.
Μια άλλη σημαντική πτυχή της σχεδίασης είναι ότι εκτελείται στους σημερινούς συμβατικούς υπολογιστές. Ενώ το σύστημα έχει σχεδιαστεί έχοντας κατά νου μελλοντικές απειλές κβαντικού υπολογιστή, δεν απαιτεί εξειδικευμένο κβαντικό υλικό. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσε θεωρητικά να ενσωματωθεί στην υπάρχουσα υποδομή που χρησιμοποιείται επί του παρόντος για τηλεδιάσκεψη, αποθήκευση cloud ή συστήματα παρακολούθησης.
Προστασία έναντι της Q-Day
Αυτή η νέα τεχνική είναι μόνο ένα κομμάτι μιας πολύ μεγαλύτερης προσπάθειας προετοιμασίας για το “Q-Day” – την υποθετική μελλοντική στιγμή που οι κβαντικοί υπολογιστές επιτυγχάνουν την υπεροχή και να γίνει αρκετά ισχυρό για να σπάσει τα ευρέως χρησιμοποιούμενα συστήματα κρυπτογράφησης. Οι κυβερνήσεις και οι βιομηχανικοί όμιλοι σε όλο τον κόσμο εργάζονται ήδη για να αντικαταστήσουν τα ευάλωτα κρυπτογραφικά πρότυπα με εναλλακτικές λύσεις ανθεκτικές στα κβαντικά.
Η ώθηση για προετοιμασία για την ασφάλεια της κβαντικής εποχής βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη. Το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας των ΗΠΑ έχει περάσει χρόνια αξιολογώντας νέες μορφές κρυπτογράφησης που έχουν σχεδιαστεί για να επιβιώνουν από επιθέσεις από μελλοντικές κβαντικές μηχανές, για παράδειγμα. Η υπηρεσία τυποποιεί επί του παρόντος αρκετούς από αυτούς τους αλγόριθμους, ώστε να μπορούν τελικά να αντικαταστήσουν τα συστήματα δημόσιου κλειδιού που χρησιμοποιούνται σήμερα στο διαδίκτυο.
Η νέα έρευνα δεν αντικαθιστά αυτά τα αναδυόμενα πρότυπα. Αντίθετα, αντιπροσωπεύει ένα συμπληρωματικό επίπεδο προστασίας προσαρμοσμένο ειδικά στα δεδομένα βίντεο. Καθώς η επικοινωνία μέσω βίντεο γίνεται πιο κεντρική για τις επιχειρήσεις, την κυβέρνηση και την καθημερινή ζωή – και καθώς τα συνθετικά μέσα και τα βαθιά ψεύτικα γίνονται ευκολότερα στη δημιουργία – είναι όλο και πιο σημαντικό να διασφαλίζεται ότι οι ροές βίντεο παραμένουν αυθεντικές και ασφαλείς, λένε οι ειδικοί.
Οι ερευνητές εργάζονται για να κλιμακώσουν το σύστημα πέρα από μικρά αρχεία δοκιμής σε ροές βίντεο πλήρους μήκους και πλατφόρμες επικοινωνίας σε πραγματικό χρόνο. Εάν είναι επιτυχής, η τεχνολογία ή ένα παρόμοιο σύστημα θα μπορούσε τελικά να χρησιμοποιηθεί για την προστασία των πάντων, από εταιρικές συναντήσεις έως δίκτυα επιτήρησης τόσο από σημερινούς χάκερ όσο και από μελλοντικούς κβαντικούς υπολογιστές.
Y. Hariprasad, SS Iyengar και NK Chaudhary, “Securing the Future: Advanced Encryption for Quantum-Safe Video Transmission,” στο IEEE Transactions on Consumer Electronics, τόμ. 71, αρ. 1, σελ. 140-153, Φεβ. 2025, doi: 10.1109/TCE.2024.3473542.
Νομίζετε ότι γνωρίζετε τον κόσμο των υπολογιστών; Δοκιμάστε τις γνώσεις σας με το δικό μας κουίζ υπολογιστών!
