Швейцарская компания SEALSQ, специализирующаяся на кибербезопасности, и американский полупроводниковый гигант GlobalFoundries подписали меморандум о взаимопонимании, положив начало созданию аппаратных решений, призванных защитить цифровую инфраструктуру от ещё не существующих, но неизбежных квантовых угроз.
Речь идёт о новом этапе в развитии индустрии защиты информации, когда угроза, пусть и гипотетическая, заставляет пересматривать сами принципы проектирования микросхем.
Главные мысли за 1 минуту
- Квантовые компьютеры теоретически способны взломать современные алгоритмы шифрования RSA и криптографию на эллиптических кривых.
- SEALSQ и GlobalFoundries подписали меморандум о создании аппаратных модулей постквантовой защиты на уровне микросхем.
- Новые алгоритмы постквантовой криптографии требуют больше вычислительных ресурсов и энергопотребления, что вынуждает переходить к аппаратной реализации.
- Партнёры планируют разработать криогенные интегральные схемы ASIC для работы при температурах, близких к абсолютному нулю (на несколько долей градуса выше 0 Кельвинов).
- Технология CMOS, десятилетиями используемая в производстве процессоров, может стать основой для вспомогательной электроники в квантовых вычислительных комплексах.
Новая угроза под старым замком
Современная цифровая безопасность держится на двух столпах: алгоритме RSA и криптографии на эллиптических кривых. Их надёжность основана на том, что классическим компьютерам потребуются миллионы или даже миллиарды лет, чтобы решить математические задачи, лежащие в их основе. Однако квантовый компьютер, использующий алгоритм Шора, способен радикально ускорить факторизацию больших чисел, сделав эти замки не более надёжными, чем картонные коробки. Под угрозой банковские транзакции, медицинские данные, государственные документы и конфиденциальная переписка.
Пока коммерческих квантовых компьютеров с такой вычислительной мощностью не существует, но индустрия уже готовится к их появлению.
Кремний против кубита: новый альянс
Именно поэтому SEALSQ и GlobalFoundries объединили усилия. Как заявил генеральный директор SEALSQ Карлос Морейра, сегодня происходит слияние четырёх индустрий: производства полупроводников, кибербезопасности, постквантовой криптографии и квантовых вычислений. Результатом сотрудничества станут аппаратные модули безопасности, которые будут выполнять операции постквантового шифрования непосредственно на уровне микросхем, а не программного обеспечения.
В проекте участвует компания MIPS, входящая в структуру GlobalFoundries. Совместно партнёры планируют выпустить сертифицированные блоки безопасности, которые производители смогут встраивать в будущие процессоры как готовые компоненты. Фактически речь идёт о том, чтобы каждая микросхема уже содержала в себе «встроенный замок» от квантовых взломщиков.
Отдельным направлением станут защитные чиплеты — небольшие микросхемы, отвечающие за хранение криптографических ключей, безопасное выполнение критически важных операций и физическую изоляцию конфиденциальной информации от остальных компонентов системы.
Электроника для криогенного холода
Сотрудничество SEALSQ и GlobalFoundries касается не только защиты от квантовых компьютеров, но и их внутреннего устройства. Большинство квантовых процессоров работают при температурах, лишь на несколько долей градуса превышающих абсолютный ноль (−273,15 °C). В таких условиях обычная кремниевая электроника отказывает или работает неэффективно.
Чтобы решить эту проблему, компании планируют разработать специализированные криогенные интегральные схемы ASIC, способные функционировать в экстремальных условиях и управлять оборудованием, обслуживающим квантовые ядра.
Классика нового времени: роль CMOS
По замыслу разработчиков, ключевую роль в этой электронике сыграет хорошо знакомая технология CMOS — комплементарная структура металл-оксид-полупроводник, которая десятилетиями применяется практически во всех современных процессорах. Её высокая масштабируемость, надёжность и отлаженный производственный процесс делают CMOS идеальной основой для выпуска вспомогательной электроники нового поколения, необходимой для работы сложных квантовых систем.
Стратегия в эпоху ожидания
Эксперты подчёркивают: подписанное соглашение носит стратегический и долгосрочный характер. Полноценных квантовых компьютеров, способных взломать существующую криптографию, всё ещё не существует, а все технологии — от микросхем до криогенной электроники — находятся на стадии проектирования и тестирования.
Тем не менее, само сотрудничество ShEALSQ и GlobalFoundries отражает ключевую тенденцию современной индустрии: подготовка к квантовой эпохе начинается задолго до появления первого реального квантового суперкомпьютера, и главным инструментом защиты становятся не столько новые математические формулы, сколько перепроектированный кремний.
