Điện toán lượng tử và internet vạn vật dẫn đầu xu hướng trong tương lai

Khi các ứng dụng công nghiệp thúc đẩy giai đoạn chính tiếp theo của sự phát triển IoT; ngày càng có nhiều lo ngại về việc tạo, xác thực, bảo vệ, di chuyển; chia sẻ và phân tích dữ liệu xuyên suốt hệ sinh thái. Mật mã là nền tảng để giải quyết những vấn đề này, tuy nhiên nhiều nhà cung cấp tập trung vào việc xây dựng thị phần bằng cách cắt giảm lượng chi phí hơn là thực hiện bảo mật. Do đó, nhiều thiết bị IoT không được bảo vệ đầy đủ trước các cuộc tấn công; điều này đe dọa đến an ninh của hệ sinh thái IoT và các mạng khác mà nó được kết nối. Theo dõi trang của chúng tôi thường xuyên để cập nhật nhiều thông tin công nghệ mới nhé.

Nghiên cứu về điện toán lượng tử và internet vạn vật

Khi một thập kỷ mới đang đến gần, chúng ta đang sống trong dòng chảy của sự thay đổi công nghệ trên nhiều lĩnh vực. Một lĩnh vực cần lưu ý đó là điện toán lượng tử. Chúng ta đang bắt đầu phát triển vượt ra khỏi sự tính toán truyền thống; để chuyển sang một kỷ nguyên dữ liệu mới gọi là điện toán lượng tử.

Người ta hình dung rằng; điện toán lượng tử (vẫn đang trong giai đoạn phát triển) sẽ thúc đẩy chúng ta vào tương lai; bằng cách tác động đến bối cảnh của trí tuệ nhân tạo và phân tích dữ liệu. Sức mạnh và tốc độ của điện toán lượng tử sẽ giúp chúng ta giải quyết một số thách thức lớn nhất; và phức tạp nhất mà nhân loại sẽ gặp phải trong tương lai.

Theo định nghĩa của Gartner, một công ty nghiên cứu và tư vấn công nghệ thông tin hàng đầu thế giới; thì điện toán lượng tử là: Sử dụng các trạng thái lượng tử nguyên tử để tác động đến sự tính toán. Dữ liệu được tổ chức thành các qubit (bit lượng tử); có khả năng nắm giữ đồng thời tất cả các trạng thái có thể xảy ra.

Dữ liệu được giữ trong qubit bị ảnh hưởng bởi dữ liệu được giữ trong các qubit khác; ngay cả khi có sự tách biệt về mặt vật lý. Hiệu ứng này được gọi là “sự vướng víu lượng tử”. Trong một mô tả đơn giản, máy tính lượng tử sử dụng các bit lượng tử (hay qubit); thay vì sử dụng các bit nhị phân truyền thống là số 0 và số 1 cho thông tin kỹ thuật số.

Mối liên hệ của điện toán lượng tử với IoT

Có thêm một sự “vướng víu” khác liên quan đến lượng tử đó là mối liên hệ của nó với IoT. Theo định nghĩa một cách khái quát, IoT đề cập đến ý tưởng chung về những thứ có thể đọc; nhận biết, định vị, xác định và/hoặc có thể điều khiển thông qua Internet. Nó bao gồm các thiết bị, cảm biến, con người, dữ liệu và máy móc và sự tương tác giữa chúng.

Trong khi chúng ta đang tiến triển nhanh chóng đến IoT và nền kinh tế kỹ thuật số mới; cả thiết bị tiên tiến và dữ liệu đều sinh sôi nảy nở với tốc độ đáng kinh ngạc. Thách thức bây giờ là làm thế nào để chúng ta giám sát; và đảm bảo chất lượng dịch vụ của IoT? Sự đáp ứng, khả năng mở rộng, khả năng xử lý; và tính hiệu quả là cần thiết để phục vụ tốt nhất cho bất kỳ công nghệ hoặc khả năng mới nào. Đặc biệt là trên hàng nghìn tỷ cảm biến.

Cụ thể, các công nghệ lượng tử sẽ ảnh hưởng đến sự tối ưu hóa về công suất tính toán, mô hình điện toán, độ trễ mạng, khả năng tương tác; trí tuệ nhân tạo (giao diện người / máy tính), phân tích thời gian thực và phân tích dự đoán; tăng sức mạnh lưu trữ và bộ nhớ dữ liệu, điện toán đám mây an toàn; ảo hóa, và sự bùng nổ của cơ sở hạ tầng viễn thông 5G. Đối với 5G, thông tin đầu cuối an toàn là sự mã hóa lượng tử cơ bản (tạo mã bảo mật); có thể là giải pháp cho kết nối IoT đang phát triển nhanh chóng.

Khi điện toán lượng tử và IoT hợp nhất

Bảo mật trong IoT là một vấn đề tối quan trọng. Hiện tại các thuật toán mã hóa đang được sử dụng để giúp bảo mật thông tin liên lạc (xác thực và kiểm tra) trong IoT. Nhưng vì chúng dựa vào các sơ đồ khóa công khai nên sự mã hóa của chúng có thể bị phá bởi các tin tặc tinh vi sử dụng máy tính lượng tử trong tương lai không xa.

Trong khi đó, điện toán lượng tử có khả năng tạo ra một mạng lưới các thiết bị; và dữ liệu gần như không thể phá được. Nhu cầu mã hóa và bảo vệ an toàn các thiết bị được kết nối IoT; và cung cấp sức mạnh cho chúng với tốc độ theo cấp số nhân và khả năng phân tích là một điều bắt buộc đối với cả chính phủ và khu vực tư nhân.

Khi điện toán lượng tử và IoT hợp nhất, cũng sẽ có một hệ sinh thái mới về các vấn đề chính sách. Chúng bao gồm các nội quy, các giao thức tương tác, an ninh mạng; quyền riêng tư/giám sát, các hệ thống tự điều khiển phức tạp, các quy trình thương mại tốt nhất.

Khi khả năng tính toán lượng tử phát triển, chúng ta nên có những hành động kịp thời để chuẩn bị cho IoT trong thế giới lượng tử. Có nhiều lĩnh vực để khám phá trong nghiên cứu; phát triển và cuối cùng là thực hiện. Thập kỷ tới sẽ cung cấp cả về nhu cầu; và cơ hội để khám phá những vấn đề liên quan đến lượng tử.

Các thiết bị IoT ra đời

Nhiều thiết bị IoT có khả năng xử lý và bộ nhớ hạn chế; nhưng tính năng mật mã mạnh mẽ lại cần sức mạnh tính toán và bộ nhớ đáng kể để lưu trữ các khóa mã hóa tạm thời hoặc vĩnh viễn. Một giải pháp là cung cấp cho thiết bị IoT một mã định danh duy nhất và không thể sao chép; bằng cách lấy mã này từ sự khác biệt vật lý cực nhỏ giữa các chip silic; được tạo ra bởi sự đa dạng của quy trình sản xuất trên tấm wafer. Một mã định danh như vậy có thể thay thế cho các khóa mã hóa cần lưu trữ; nên sẽ tiết kiệm bộ nhớ.

Các thiết bị IoT với định danh duy nhất; có thể giao tiếp an toàn với các máy chủ dựa trên đám mây thực hiện phân tích dữ liệu và ra quyết định trong hệ sinh thái IoT. Tuy nhiên, điều quan trọng là các thiết bị và máy chủ có thể xác thực rằng; chúng đang giao tiếp với các thành viên hợp lệ trong hệ sinh thái của chúng. Điều này thường được xử lý bằng cách sử dụng chữ ký số và cơ sở hạ tầng khóa công khai.

Chữ ký số cũng có thể bảo vệ chống lại các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS); trong đó các tác nhân độc hại cản trở hoạt động bình thường của thiết bị bằng cách tạo một máy chủ giả để chặn bắt tín hiệu do thiết bị gửi, hoặc làm quá tải máy chủ bằng cách sử dụng thiết bị giả mạo để đưa ra yêu cầu giả mạo. Vì mạng IoT chứa nhiều thiết bị nên chúng dễ bị tấn công DoS.