Quantum Cryptography vs Post-Quantum Cryptography - คนละเรื่องเดียวกัน
เมื่อคำว่า “ควอนตัม (quantum)” กับ “วิทยาการรหัสลับ (cryptography)” ถูกนักวิชาการนำไปใช้ต่างความหมายมากมายหลายกรณีเกิดเป็นความกำกวมสับสนโดยทั่วไป ซึ่งปรากฏผลมีทั้งเข้าใจผิด หลงใหลตามคำอวดอ้าง บ้างก็ถูกหลอกลวงไปกับกรณีวาระซ่อนเร้นเพื่อประโยชน์แอบแฝงอื่นใด ดังนั้น การทำความเข้าใจความหมายแท้จริงแล้วช่วยกันสื่อสารสู่สังคมจึงสำคัญยิ่ง จะได้ช่วยกันป้องภัยจากทั้งการเข้าใจผิดและเพื่อต้านกรณีหลอกลวงจากความขลังของคำว่าควอนตัมทั้งทางตรงและอ้อม ขอเชิญมาช่วยกัน ช่วยกัน ... (updated: June 9, 2024 - - ANSS and BSI)
“ควรทราบ” ก) คำจำกัดความ
ก.1) Quantum Cryptography - รหัสลับเชิงควอนตัม
เกี่ยวข้องกับสาขา “คณิตศาสตร์และฟิสิกส์เฉพาะกิจ” กำเนิดเมื่อปี ค.ศ. 1984 มีชื่อเรียกเดิมว่า การกระจายกุญแจรหัสลับควอนตัม เป็นความคาดหวังแนวทางการสื่อสารเชิงควอนตัมในอนาคตของนักฟิสิกส์
Quantum Key Distribution - QKD
(การกระจายกุญแจรหัสลับควอนตัมผ่านเส้นใยนำแสงช่องทางเฉพาะกิจและมีเงื่อนไขพิเศษ)
“โครงสร้างพื้นฐานเพื่อการศึกษาวิจัยที่ยังห่างไกลการใช้งานจริง”
ก.2) Post - Quantum Cryptography - รหัสลับหลังยุคควอนตัม
รหัสลับต้านความสามารถการคำนวณเชิงควอนตัมเกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับ “คณิตศาสตร์” ใช้งานได้จริง กำเนิดโดยหลักการแล้วและวงการกำลังเร่งออกมาตรฐาน (NIST 2021) มีชื่อเรียกอื่น ๆ อีกมากเช่น
Post-Quantum Cryptography - POC
Quantum Safe Cryptography - QSC
Quantum Proof Cryptography - QPC
Quantum Resistant Cryptography - QRC
“คณิตศาสตร์สร้างภูมิต้านการคำนวณควอนตัมใช้งานได้จริง”
ข) คำอธิบายโดยสังเขป
ข.1) QKD
Quantum key distribution หรือการกระจายกุญแจรหัสลับเชิงควอนตัม ชื่อนี้สร้างความสับสนและไม่เป็นที่สนใจ จึงมีตั้งชื่อเทียบเคียงต่อมาว่าคือ quantum cryptography หรือวิทยาการรหัสลับเชิงควอนตัม โดยเป็น “วิทยาการ” จากความคาดหวังสำหรับการเป็นการสื่อสารเชิงควอนตัม (quantum communications) ในอนาคต ซึ่ง QKD มีประโยชน์เฉพาะกิจเพื่อการป้องกันการต่อท่อพ่วงสาย (wire tapping/ eavesdropping) เฉพาะกับตัว “กุญแจรหัส” ของช่องทางเฉพาะกิจที่เพิ่มขึ้นมาต่างหาก (quantum channel) และมีโครงสร้างสำหรับงานแบบจุดต่อจุด (point-to-point) เท่านั้น ยังไม่สามารถรวมเป็นเครือข่ายสื่อสารควอนตัมโดยแท้จริงได้ จึงเป็นเพียงระบบรักษาความปลอดภัยทางเลือกเสริม เช่น เพื่อการส่ง “กุญแจรหัส” ระหว่างศูนย์สำรองข้อมูลกับศูนย์ปฏิบัติการระยะใกล้ที่สามารถเชื่อมโยงเส้นใยนำแสงเอกเทศที่ไม่ยุ่งเกี่ยวกับผู้ใด แต่ค่าใช้จ่ายจะสูงและมีข้อจำกัดมาก ทั้งนี้ QKD มิได้ป้องกันการแฮก และไม่เกี่ยวกับการป้องกันความปลอดภัยให้กับข้อมูลทางตรงตามที่มีการอวดอ้างเกินจริงที่ปรากฏทั่วไป ... สรุป QKD คือโครงสร้างพื้นฐานที่ “ใช้ชื่อควอนตัมเพื่ออิงความขลังสู่ความหวังวิทยาการในอนาคต แต่ยังห่างไกลจากโลกไอทีปัจจุบัน”
ข.2) กลุ่ม POC
Post-quantum cryptography เป็นกลุ่มรหัสแนวทางคณิตศาสตร์ล้วน ใช้เพื่อสร้างภูมิต้านทานให้ข้อมูลที่ต้องการดูแลต่อการไล่แกะถอดรหัสกุญแจจากเครื่องคำนวณควอนตัม (quantum computer) อันมีศักยภาพสูงยิ่งยวดซึ่งเกิดขึ้นจริงแล้ว และไม่ได้เกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ควอนตัมโดยตรง (ไม่มีช่องทางพิเศษเพื่อส่งกุญแจรหัส ใช้ร่วมกับเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลปกติ) “ใช้ชื่อควอนตัมเพียงเพื่อแจ้งว่าต้านความสามารถของเครื่องคำนวณควอนตัมได้” แต่มักถูกกลุ่ม QKD โยงไปใช้ประโยชน์ทางอ้อมจากความกำกวมที่มีคำว่า ควอนตัม (quantum) และ การเข้ารหัสลับ (cryptography) นี้อยู่เสมอ รวมทั้งเกิดความเข้าใจคลาดเคลื่อนของสื่อมวลชนไอทีและสังคมทั่วไปที่ตีความผิดไปเองด้วยทำนองว่ารหัสนี้จะมีความสามารถเชิงควอนตัมที่ลึกล้ำพิสดาร (ซึ่งเป็นเท็จ)
ควรระวัง !
ความจริงและความเข้าใจผิดเพี้ยนที่พบบ่อย
กรณี Quantum Cryptography - Quantum Key Distribution (QKD)
QKD มักอ้างสรรพคุณว่าใช้แล้วจะปราศจากการถูกถอดแกะรหัส ไม่สามารถทำการแฮกได้ ซึ่งทั้งหมดเป็นเพียงการเล่นคำหรือวาทกรรมโฆษณาเกินจริงเพื่อสร้างความขลังระหว่างการพัฒนาวิทยาการสู่อนาคต
เนื่องจาก “กุญแจรหัสลับควอนตัม” สร้างจากโฟตอนแสง ส่งผ่านช่องทางเฉพาะกิจที่เพิ่มขึ้นเอง (quantum channel) เช่น เส้นใยนำแสงเฉพาะกิจ (dark fiber) แบบจุดต่อจุด หรือดาวเทียมควอนตัม (ดาวเทียม “ม่อจื้อ” ของประเทศจีนเป็นเพียงการจำลองรูปแบบการทำงานและการทดลองทางฟิสิกส์เท่านั้น ไม่ใช่เพื่อการใช้งานจริง) ซึ่ง “ไม่มีใคร(อยาก)ไปยุ่งเกี่ยว” กับช่องทางพิเศษนั้น แต่นักวิจัยกลับนำมาอวดอ้างว่า “ไม่มีใครสามารถแฮกได้"
ทั้งนี้ ส่วนข้อมูลที่ต้องการดูแลความปลอดภัยทั้งที่เข้าหรือไม่ได้เข้ารหัสจะส่งผ่านระบบอินเทอร์เน็ตหรือโทรคมนาคมปกติทั่วไป ! ไม่ได้เกี่ยวข้องกับช่องทางพิเศษทั้งเส้นใยนำแสงหรือดาวเทียมควอนตัมแต่อย่างใดตามที่สื่อมวลชนจำนวนมากรายงานไปเองจากความเข้าใจผิดหรือหลงผิดนั้นเลย
ระบบ QKD นี้จึงเป็นสิ่งที่นักฟิสิกส์คาดหวังขึ้นเอง ยังคงไม่สามารถเป็นโครงข่ายสื่อสารเชิงควอนตัมแบบสมบูรณ์ (quamtum internet) ที่จินตนาการไว้ได้ และเป็นช่องว่างห่างจากวงการประยุกต์ใช้งานจริงของวิศวกรไอทีหรือโทรคมนาคมที่มิเคยให้ความสำคัญกับช่องทางพิเศษนั้นแต่อย่างใด ไม่ปรากฏมีอุตสาหกรรมรองรับนอกจากใช้เพื่อการสาธิต การศึกษาวิจัย (testbed) หรือกิจกรรมเฉพาะกิจอื่น ๆ เท่านั้น
ข) การแฮกควอนตัม (โฟตอนแสง)
การแฮก (โฟตอน) ที่กล่าวอ้างนั้นเป็นกิจกรรมวิจัยด้านอุปกรณ์แสง (device) เดิม หากตั้งชื่อพ่วงคำว่าแฮกเพื่อสร้างมูลค่างานวิจัยอุปกรณ์แสงดังกล่าว ไม่เกี่ยวข้องกับการแฮกเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลของโลกไอทีทั่วไปแต่อย่างใด เนื่องจากแฮกเกอร์แท้จริงไม่ได้แฮกที่ตัว “กุญแจรหัสควอนตัม” หากทำจะประสงค์ที่ตัว “ข้อมูล (ทั้งที่เข้าหรือไม่เข้าได้เข้ารหัส)” จากหน่วยบันทึกข้อมูล เซอร์ฟเวอร์ หรือแหล่งข้อมูลบนเครือข่ายสื่อสารอื่น ๆ มิได้สนใจช่องทางพิเศษของนักฟิสิกส์ (quantum channel) ไม่ว่าจะดาวเทียมควอนตัมหรือเส้นใยนำแสง ... การอ้างว่า QKD ป้องการการแฮกได้นั้นจึงเป็นตัวอย่างการเล่นคำหรือวาทกรรมของนักฟิสิกส์กลุ่มหนึ่งของโลกที่หวังผลซ่อนเร้น
ค) ดาวเทียมควอนตัม vs วิทยาการชั่วคราว
หลายสถาบันวิจัย บริษัทเอกชน และบุคลากรในวงการอ้างว่าได้สร้างโครงข่ายการสื่อสารควอนตัม (quantum network - quantum internet) แล้ว แต่จะละเว้นการสาธยายคุณสมบัติที่แท้จริง เช่น กรณีพื้นฐานสำคัญข้อจำกัดของช่องทางพิเศษเพื่อส่งกุญแจควอนตัม (quantum channel) เป็นต้น ซึ่งช่องทางกุญแจรหัสควอนตัมนี้ไม่สามารถต่อเชื่อมเป็นเครือข่ายลักษณะปกติของโลกการสื่อสารหรือระบบไอทีทั่วไป เนื่องจากคุณสมบัติเชิงควอนตัมไม่สามารถส่งผ่านชุมสาย (exchange) หรือเครื่องทวนหรือขยายสัญญาณ (repeater) จึงมีการแอบอิงการใช้งาน “ชุมสายหรือโหนดที่ไว้ใจได้ Trusted node)” ขึ้นมา เพื่อเชื่อมโยงขยายระยะของช่องทางพิเศษนั้นเข้าด้วยกันตามอำเภอใจ ทั้งนี้ระบบเส้นใยนำแสงหรือแม้แต่ดาวเทียมควอนตัม (trusted relay) นั้นเป็นสนามสร้างสถานการณ์สมมติหรือจำลองของนักฟิสิกส์ โดยนักวิจัยเองได้ระบุไว้ชัดเจนและยอมรับภายหลังในเอกสารวิชาการลึก ๆ ว่า คือ “วิทยาการระหว่างการพัฒนาหรือผลงานชั่วคราว (temporary solution)” ทว่า กลับไม่เคยเน้นหนักในการแถลงข่าวโครงการใด ๆ ด้วยภาษาชาวบ้านเพื่อที่สังคมทั่วไปจะเข้าใจได้โดยสะดวก แต่ละเลี่ยงไปเน้นหนักเฉพาะกับเพียงวาระที่ต้องการจนเป็นปกติ
