هل تنتقل إلى التشفير ما بعد الكمومي؟ لا تزال بحاجة إلى عشوائية حقيقية.

1. ما الذي تكسره الحواسيب الكمومية فعليًا، وما لا تكسره

تكسر خوارزمية شور الرياضيات التي يعتمد عليها RSA وتشفير المنحنى الإهليلجي: تحليل الأعداد الكبيرة إلى عوامل وحل اللوغاريتمات المتقطعة. هذا هو السبب الكامل لوجود الانتقال إلى ما بعد الكم: تتوقف هذه المسائل عن كونها صعبة بمجرد أن يشغّل حاسوب كمومي كبير بما يكفي خوارزمية شور ضدها. تؤثر خوارزمية جروفر على التشفير المتماثل والتجزئة، فتخفّض أمنها الفعلي إلى النصف تقريبًا، ولهذا توصي إرشادات ما بعد الكم بمفاتيح أكبر (AES-256 بدلاً من AES-128، وSHA-384/512 بدلاً من SHA-256).

لا علاقة لأي من الخوارزميتين بكيفية إنتاج مولّد الأرقام العشوائية لعدم القابلية للتنبؤ من الأساس. مولّد الأرقام العشوائية الضعيف يبقى ضعيفًا سواء امتلك المهاجم حاسوبًا كموميًا أم لا. ويبقى مصدر الإنتروبيا الفيزيائي القوي قويًا بغض النظر عن نوع الحاسوب الذي قد يحاول في نهاية المطاف كسر التشفير المبني عليه.

2. خوارزميات ما بعد الكم تحتاج عشوائية أكثر، لا أقل

تأخذ المخططات القائمة على الشبكات (Lattice)، وهي ML-KEM (Kyber) لتبادل المفاتيح وML-DSA (Dilithium) للتوقيعات، عينات من توزيعات احتمالية على حلقات كثيرات حدود كبيرة باستخدام أخذ العينات بالرفض وأخذ العينات الغاوسية المتقطعة، فتستهلك بايتات عشوائية أكثر بكثير لكل مفتاح أو توقيع مما احتاجه RSA أو ECDSA يومًا. تولّد التوقيعات القائمة على التجزئة مثل SLH-DSA (SPHINCS+) أعدادًا هائلة من أزواج المفاتيح أحادية الاستخدام، معتمدة كليًا على تدفق بايتات جديد فعليًا ويتعذّر التنبؤ به. مولّد أرقام عشوائية منحاز أو يمكن التنبؤ به تحت هذه المخططات ليس مجرد قلق نظري: إنه نفس فئة الخلل التي جعلت إعادة استخدام nonce في ECDSA كارثية، والآن ضد خوارزميات لديها عشوائية أكبر يمكن أن تُفسَد.

3. لحظة، أليست ضوضاء التردد اللاسلكي والكونية كمومية أيضًا؟

على أعمق مستوى، نعم. الموجات الراديوية عبارة عن فوتونات، والضوضاء الحرارية (جونسون-نايكويست) تأتي في نهاية المطاف من الحركة الكمومية للإلكترونات. يكاد كل شيء فيزيائي يكون "كموميًا" إذا تعمّقت بما يكفي. لكن هذا ليس في الواقع الفرق المهم هنا.

يعزل عتاد مولّد الأرقام العشوائية الكمومي المخصص قياسًا كموميًا واحدًا: فوتون يصطدم بأحد جانبي مقسّم الحزمة، أو قراءة تذبذب فراغي، تكون نتيجته عشوائية بحكم قاعدة بورن نفسها، ضمان رسمي من ميكانيكا الكم مستقل عن مدى تعقيد النظام المحيط. أما Galactropy فتستمد عدم القابلية للتنبؤ من بيئة حرارية وترددات راديوية ضخمة ومتعددة الأبعاد: الحركة الفوضوية المشتركة لمليارات الإلكترونات وطيف الراديو المحيط، الذي يلتقطه عتاد SDR عادي. كلاهما حقيقي فيزيائيًا وكلاهما يتعذّر التنبؤ به عمليًا؛ لكن الأول فقط يأتي مصحوبًا بضمان عشوائية كمومية محدد وموثّق. هذا هو الفرق الحقيقي الذي يستحق معرفته بشأن مصدر الإنتروبيا لديك، لا ما إذا كانت ميكانيكا الكم "متضمَّنة" في مكان ما من الفيزياء، لأنها كذلك دائمًا.

4. قابل للتحقق اليوم، وسيبقى قابلًا للتحقق بعد يوم Q

يُوقَّع سجل تدقيق Galactropy حاليًا بخوارزمية Ed25519، وهي نفسها غير آمنة أمام الحوسبة الكمومية، مثل معظم التوقيعات التي تؤمّن الإنترنت اليوم. عندما يصل انتقال التوقيعات ما بعد الكمومية إلى بنية تحتية كهذه، تنتقل سلسلة التدقيق معه. ما لا يتغير هو المصدر: تبقى الضوضاء الراديوية الفيزيائية غير قابلة للتنبؤ بغض النظر عن مدى تقدّم الحوسبة الكمومية. هذه خاصية مختلفة عن "التوقيع على هذا السجل بالذات يصادف أنه كلاسيكي اليوم"، وهي الخاصية التي تهم فعليًا بالنسبة للإنتروبيا نفسها.

5. أين يساعد هذا فعليًا

بعض المواقف الملموسة التي يستحق فيها مزج مصدر إنتروبيا مستقل وقابل للتحقق الجهد المبذول أثناء الانتقال إلى ما بعد الكم:

مثال بسيط: اسحب الإنتروبيا وامزجها في المجمّع قبل توليد المفاتيح:

curl -s "https://galactropy.com/raw?bytes=4096" >> /dev/urandom

ثم شغّل عملية توليد مفاتيح ما بعد الكم كالمعتاد. ستسحب liboqs أو oqs-provider الخاص بـ OpenSSL أو أي مكتبة تستخدمها تلقائيًا من المجمّع المعزّز الآن.