サイバーセキュリティについてあなたが知っていると思っていたすべてが、完全に変わる可能性があります。それが起こるかどうか、またいつ起こるかは正確にはわかりません。だからこそ、今こそその可能性を認識しておくべき時です。
この変化は、量子コンピュータの台頭によるものです。暗号化コンピュータは、現在私たちが使用している通常のコンピュータの能力をはるかに超える問題を解決し、復号化技術を展開することができます。量子コンピュータの用途はまだ限られていますが、サイバーセキュリティセキュリティと暗号化の観点から見ると、量子コンピュータが主流に（理論上は）導入された時点で、完全にゲームチェンジャーとなるでしょう。
量子コンピューティングは非常に複雑で技術的な分野ですが、その仕組み、潜在的なセキュリティへの影響、そして保護方法といった基本を理解することが不可欠です。このガイドは、技術的な専門知識のレベルに関わらず、量子コンピューティングがもたらすリスクを理解するのに役立ちます。
量子コンピューティングとは？
まず、量子力学の原理に基づく量子コンピューティングについて簡単に説明しましょう。ビット（0または1を表す）を使用する標準的なコンピュータとは異なり、量子コンピュータは「量子ビット」を使用します。量子ビットは0と1の重ね合わせ状態を同時に持つことができ、計算能力を飛躍的に向上させます。さらに、量子ビットはエンタングルメントと呼ばれる現象を通じて相互作用するため、量子コンピュータは複雑な問題をかつてない速度で解くことができます。
量子ビットは実際の物理粒子であるため、量子コンピュータが適切に機能には非常に特殊な条件が必要です。そのため、量子ビットは極低温の低容器に収容され、周囲の環境から隔離されています。
量子コンピューティングを使用するメリットは何でしょうか？
量子コンピュータは、通常のコンピュータよりもはるかに高い計算能力を発揮し、はるかに多くのデータを処理できます。データの爆発的な増加と人工知能（AI）の台頭の時代に、これらの機能は新たな技術的機会を切り開く上で重要な役割を果たす可能性があります。
しかし、量子コンピュータの一般利用はこれまで比較的限られており、それにはいくつかの理由があります。量子ビットの保護と冷却、そして大規模な量子コンピュータの開発には、非常に費用がかかる可能性があります。その結果、量子コンピューティングが実用的である経済的に実現可能なユースケースは、今のところごくわずかです。
量子コンピュータは確率に基づいて動作するため、通常のコンピュータよりもはるかに高速に動作するにもかかわらず、結果に100%の確実性が必要なタスクには必ずしも適しているわけではありません。むしろ、量子コンピューティングは、科学研究などの高負荷なワークロードの処理や、膨大な定義データベースを大規模に検索する際に有用であることが証明されています。
なぜ量子コンピューティングはサイバーセキュリティの脅威となるのでしょうか？
量子セキュリティのこれまでの主要なユースケースの一つは、暗号技術です。量子ビットは通常のビットに比べてより詳細な性質を持つため、はるかに複雑な暗号化手法を適用でき、サイバー犯罪者にとって解読がはるかに困難になります。
この初期の開発以来、暗号技術における量子コンピューティングの利用は徐々に拡大してきましたが、費用と実用性という障壁によって主流への導入は進んでいません。つまり、量子暗号（QC）は暗号化によって通信とデータ転送のプライバシーを完全に確保するのに役立ちますが、現在まで広く普及しているとは言えません。
しかし、暗号技術にとって量子コンピューティングには大きな脅威が存在します。量子コンピュータは通信の暗号化に使用できるだけでなく、復号化も同様に可能です。複雑な量子レベルの防御を解読することはできないかもしれませんが、今日私たちが使用しているAESやRSA暗号化などの標準的な手法を解読することはほとんど不可能でしょう。
この種の復号化は、1990年代半ばにマサチューセッツ工科大学のピーター・ショール教授によって考案されたショールのアルゴリズムに端を発しています。RSAなどの非対称暗号化を解読するにはアルゴリズムに何年もかかると予想されていましたが、量子コンピュータの大幅に高速な処理能力のおかげで、数分以内に解読できることが証明されました。
量子コンピューティングの脅威に最もさらされている業界はどれでしょうか？
このようなシナリオの結果は世界的に壊滅的なものとなるだろう。少数の強力な量子コンピュータがあれば、サイバー犯罪者が暗号化を解読し、膨大な量の機密データを公開することができる。金融資産や個人情報の漏洩から政府や国家安全保障システムまで、あらゆるものがセキュリティ上の問題があるにさらされる可能性がある。
ほぼすべての業界がリスクに直面しているが、特に脆弱な業界として際立っているのが次の 4 つである。
銀行業界
金融業界は明白な理由から暗号化やセキュリティ ソリューションに多額の投資を行ってきたが、それでも量子コンピュータによって解読される可能性がある。そうなると、数十億ドル、ポンド、ユーロもの資金が危険にさらされるとともに、機密性の高いデータが大量に失われる。同じ原理が暗号通貨に適用されれば、ビットコインなどを支えているブロックチェーンやスマート コントラクトが解体され、誰の暗号通貨保有も差し押さえられる可能性がある。
政府行政機関
量子コンピューティングによってサイバー犯罪者が機密文書やその他の機密性の高い軍事・防衛情報にアクセスできるようになれば、暗号に対する脅威は国家安全保障にまで及ぶ可能性がある。公共レベルでは、納税情報や社会保障番号などのデータが悪意のある目的で押収され、重要な公共サービスの提供が妨げられる可能性もあります。
医療機関
量子コンピューティングを利用したサイバー犯罪が医療に影響を及ぼす可能性は2つあります。1つ目は、医療機関のデータシステムへの侵入です。これにより、個人の医療記録や情報が押収される可能性があります。もう1つは、重要な科学研究に関わるデータが破壊されることです。これは、健康状態の改善、治療の強化、そして最終的には将来的な人命救助に不可欠です。
クラウドサービス
データの保存と処理、主要なビジネスアプリケーションの実行にクラウドを利用することは、今や世界中で当たり前になっています。しかし、膨大な大切な情報は、現在適切に保護されていないため、悪意のある量子コンピューティング活動の格好の標的となっています。タレスの調査によると、クラウドデータの80%以上を暗号化している企業はわずか11%です。
量子コンピューティングは暗号技術にどれほど差し迫った脅威なのでしょうか？
幸いなことに、少なくとも今のところは、それほど差し迫った脅威ではありません。現在の開発レベルでは、量子コンピュータはRSA暗号化を解読するために必要な量の処理とデータデコードに対応できません。量子コンピュータを開発するには、長い時間と多額の投資が必要になります。少なくとも現時点では、これは最も洗練された資金力のあるサイバー犯罪者のスキルとリソースの能力をはるかに超えています。
しかし、そのような量子コンピュータが理論上開発される可能性があるため、セキュリティ当局は、その影響から身を守るために一切の妥協を許していません。例えば、英国では、国立サイバーセキュリティセンターが量子コンピューティングの脅威とその対策に関する公式アドバイスを発表しました。現在、組織が将来のあらゆる事態に備えるために今すぐ実行できる対策は数多くあります。
量子コンピューティングの脅威からビジネスを守るために何ができるでしょうか？
量子コンピューティングがサイバーセキュリティに及ぼす脅威は差し迫ったものではありませんが、脅威が発生した場合、攻撃の速度と影響の拡大は非常に急速になる可能性があります。そのため、以下のような初期予防策を検討する価値があります。
ハイブリッド暗号化アプローチの採用
現在、量子力学の原理の一部を通常のサイバーセキュリティに適用する革新的な技術がいくつか開発されています。これには、量子鍵配送（QKD）と耐量子暗号（QSC）が含まれます。後者は、量子コンピュータでさえ解読できない数学的問題として暗号化を開発することを目的としています。
サイバーセキュリティの新たな動向を常に把握する
世界中のセキュリティと暗号化の専門家は、耐量子暗号化の標準化された方法の開発に熱心に取り組んでいます。2023年8月、米国国立標準技術研究所（NIST）は、最初のポスト量子暗号化標準（FIPS 203、204、および205）を導入しました。
これは、組織がやがて量子耐性があり準拠した特定のセキュリティ標準とプロトコルにアクセスできるようになることを意味します。したがって、セキュリティチームはこの分野の動向を注意深く監視し、できるだけ早く新しいセキュリティ対策を導入することが重要です。
非標準化ソリューションの回避
NCSCなどの機関は、新しい標準が導入される前にQSCソリューションを採用することに対して警告しています。製品の検証可能性の欠如と、標準化されたソリューションが利用可能になったときに相互運用性がない可能性があるという懸念を挙げています。今、新しいソリューションに性急に飛びつくと、将来的に高額な再投資が必要になるリスクがあります。
量子コンピューティングのサイバーサイバーセキュリティにおいて、AIはどのような役割を果たすべきでしょうか？
ほぼあらゆるテクノロジーと同様に、人工知能（AI）の潜在的な影響を考慮する必要があります。サイバーセキュリティにおけるAIと量子コンピューティングの真の融合は、まだ長期的な目標ではありますが、その可能性は念頭に置いておくべきものです。
これまで、量子コンピューティングは人工知能と密接に結び付けられてきました。その計算能力は機械学習（ML）モデルや自然言語処理（NLP）の開発に非常に有用であることが証明されているからです。
現時点では、量子コンピュータ上でAIアルゴリズムを実行することは持続可能でも実現可能でもありません。しかし、将来的には、量子コンピューティングとAIの組み合わせが、より複雑で解読不可能な暗号化アルゴリズムの開発に役立つことが証明されるかもしれません。さらに、AIが生成するできるデータ駆動型の洞察は、データ、システム、アプリケーションに対する特定の攻撃のリスクを正確に予測し、適切な場所に適切な保護を適用するのに役立つ可能性があります。
量子コンピューティングは暗号化に将来的なリスクをもたらしますが、マルウェア、フィッシング、ランサムウェアといった現在のサイバーセキュリティの脅威は依然として主要な懸念事項です。量子耐性のある暗号化が広く利用可能になるまでは、企業や個人は、高度な新たなサイバー脅威の猛攻撃から身を守るために、信頼できるソリューションを用いた高サイバーセキュリティ対策を維持することに注力する必要があります。
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