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2023.12.10

欧州政策研究センター: CEPS 量子テクノロジーとサイバーセキュリティ

こんにちは、丸山満彦です。

欧州政策研究センター (Centre for European Policy Studies: CEPS) が量子テクノロジーとサイバーセキュリティを公表していますね。。。

耐量子暗号への移行の話、と少し安全保障的な話。。。

 

 

Centre for European Policy Studies: CEPS

・2023.12.06 Quantum Technologies and Cybersecurity

Quantum Technologies and Cybersecurity 量子技術とサイバーセキュリティ
We are now living through a quantum revolution, with modern technology allowing us to directly manipulate individual quantum systems and fully utilise quantum phenomena. These breakthroughs, a long time in the making, are enabling a new class of technologies based on quantum mechanics. Advances in quantum technologies may drastically change the world as we know it. They are expected to positively impact on many sectors of the global economy, including pharmaceuticals, climate and weather modelling, and financial portfolio management. These benefits come from the computational advantages of problem-solving in totally novel and different ways compared with using traditional computers. 現代のテクノロジーは、個々の量子系を直接操作し、量子現象を完全に利用することを可能にしている。このようなブレークスルーは、長い年月をかけて実現されたものであり、量子力学に基づく新しいクラスのテクノロジーを可能にしている。量子テクノロジーの進歩は、我々の知る世界を劇的に変えるかもしれない。医薬品、気候・気象モデル、金融ポートフォリオ管理など、世界経済の多くの分野にプラスの影響を与えると期待されている。このような恩恵は、従来のコンピュータを使用した場合と比べ、全く新しく異なる方法で問題を解決するという計算上の利点からもたらされる。
At the same time, this new computational power also has a negative side, which explains why quantum technologies are relevant to cybersecurity. While there are some benefits to using quantum technologies to bolster cybersecurity, the most important link is that a large quantum computer could break widely used cryptographic algorithms, breaching confidential data. Most internet applications rely on cryptography to guarantee the confidentiality, authenticity and the integrity of data. 同時に、この新しい計算能力には負の側面もあり、量子技術がサイバーセキュリティに関連する理由を説明している。サイバーセキュリティを強化するために量子テクノロジーを使うことにはいくつかの利点があるが、最も重要な関連性は、大規模な量子コンピューターが広く使われている暗号アルゴリズムを破り、機密データを漏洩する可能性があるということだ。ほとんどのインターネット・アプリケーションは、データの機密性、本人認証、完全性を保証するために暗号技術に依存している。
However, quantum computers only give a boost on certain classes of mathematical problems, so it is possible to develop cryptography based on mathematical problems that are resistant to attack by quantum computers. Quantum-resistant cryptography can thus help mitigate the threat posed by quantum computers. しかし、量子コンピューターは特定のクラスの数学的問題に対してのみ威力を発揮するため、量子コンピューターによる攻撃に耐性を持つ数学的問題に基づいた暗号を開発することが可能である。そのため、量子コンピュータがもたらす脅威を軽減するのに役立つのが、量子耐性暗号である。
As the new world of quantum technologies emerges, we need to seize the opportunity to decide how they can help us promote better societies and a more sustainable future. To tackle these issues, CEPS launched a Task Force on Quantum Technologies and Cybersecurity in March 2023. The Task Force’s goal was to draw attention to the technical, ethical, market and governance challenges posed by the intersection of quantum technologies and cybersecurity. 量子テクノロジーという新たな世界が出現した今、我々は、量子テクノロジーがより良い社会と持続可能な未来の促進にどのように役立つかを決定する機会を捉える必要がある。これらの問題に取り組むため、CEPSは2023年3月に「量子テクノロジーとサイバーセキュリティに関するタスクフォース」を立ち上げた。タスクフォースの目的は、量子テクノロジーとサイバーセキュリティの交差がもたらす技術的、倫理的、市場的、ガバナンス上の課題に注意を喚起することであった。
The group explored ways to formulate practical guidelines for governments and businesses to ease the adoption of quantum technologies in the EU while addressing the cybersecurity risks associated with the implementation of quantum technologies. These discussions led to policy recommendations for EU institutions, Member States, the private sector and the research community for the development and deployment of quantum-safe technologies. 同グループは、量子技術の導入に伴うサイバーセキュリティ・リスクに対処しつつ、EUにおける量子技術の導入を容易にするために、政府と企業が実用的なガイドラインを策定する方法を検討した。これらの議論は、量子安全技術の開発と普及のために、EU機構、加盟国、民間セクター、研究コミュニティに対する政策提言につながった。

 

・[PDF]

20231209-123035

・[DOCX] 仮訳

 

 

目次...

CONTENTS   目次  
LIST OF ABBREVIATIONS 略語リスト
PREFACE まえがき
EXECUTIVE SUMMARY エグゼクティブサマリー
1. QUANTUM TECHNOLOGIES 1. 量子技術
The second quantum revolution 第二の量子革命
Quantum computing and quantum advantage 量子コンピューティングと量子アドバンテージ
Other quantum technologies その他の量子技術
Public funding and the economic impact of quantum technologies 公的資金と量子技術の経済効果
Quantum technologies – A global overview 量子技術 - グローバルな概要
2. QUANTUM TECHNOLOGIES AND CYBERSECURITY 2. 量子技術とサイバーセキュリティ
The effect of quantum technologies on cybersecurity 量子技術がサイバーセキュリティに与える影響
Why we need to act now – Mosca’s inequality なぜ今すぐ行動を起こす必要があるのか - モスカの不平等
3. QUANTUM-RESISTANT CRYPTOGRAPHY 3. 耐量子暗号
Overview of quantum-resistant cryptography 耐量子暗号の概要
Migration to quantum-resistant cryptography 耐量子暗号への移行
Large enterprises and cryptographic agility 大規模エンタープライズと暗号の俊敏性
4. QUANTUM CRYPTOGRAPHY 4. 量子暗号
Quantum key distribution – Advantages and disadvantages 量子鍵配布 - 利点と欠点
Quantum random number generators 量子乱数生成器
5. ETHICAL, GOVERNANCE AND POLICY ISSUES OF QUANTUM TECHNOLOGIES 5. 量子技術の倫理・ガバナンス・政策問題
Introduction 序文
Responsible quantum technologies 責任ある量子技術
Equitable access to quantum technologies 量子技術への公平なアクセス
Quantum technologies and privacy 量子技術とプライバシー
Governance of quantum technologies 量子技術のガバナンス
6. QUANTUM TECHNOLOGIES AND CYBERSECURITY: POLICY IMPLICATIONS 6. 量子技術とサイバーセキュリティ:政策への影響
Introduction 序文
Policies to foster the standardisation of quantum-resistant cryptography 耐量子暗号の標準化を促進する政策
Policy initiatives to assess the potential risks and threats of quantum technologies 量子技術の潜在的リスクと脅威を評価するための政策イニシアティブ
Policies for the transition to quantum-resistant cryptography 耐量子暗号への移行政策
International coordination and the sharing of best practices 国際協調とベストプラクティスの共有
Promotion of enhanced quantum awareness in the public and private sectors 官民における量子意識向上の推進
A future-ready workforce with quantum skills 量子的なスキルを持つ、将来即戦力となる労働力
Openness of research 研究のオープン性
Dual-use export control policies デュアルユース輸出管理政策 
Civilian and military coordination and cooperation 民間と軍の調整と協力
Possible future research areas of quantum technologies linked with cybersecurity サイバーセキュリティと結びついた量子技術の将来的な研究分野の可能性
7. POLICY RECOMMENDATIONS 7. 政策提言
BibloiGraph ビブロイグラフ
APPENDIX A. LIST OF TASK FORCE MEMBERS AND INVITED SPEAKERS 附属書 A.タスクフォースメンバーおよび招待講演者リスト
APPENDIX B. QUANTUM TECHNOLOGY IN THE EU AND REST OF THE WORLD 附属書B. 欧州とその他の国における量子技術
APPENDIX C. EXAMPLES OF THE TRANSITION TO QUANTUMRESISTANT CRYPTOGRAPHY IN SELECTED COUNTRIES 附属書C. 特定の国における耐量子暗号への移行の例

 

 

 

エグゼクティブサマリー...

EXECUTIVE SUMMARY  エグゼクティブサマリー 
The Centre for European Policy Studies launched a Task Force on Quantum Technologies and Cybersecurity in March 2023. The goal of this Task Force was to draw attention to the technical, ethical, market and governance challenges posed by the intersection of quantum technologies and cybersecurity. The Task Force, multistakeholder by design, was composed of nine private organisations, six EU institutions and agencies, one international, one multilateral and one intergovernmental organisation, five universities and think tanks, two national research agencies and one civil society organisation (see the list of participants in Appendix A).   欧州政策研究センターは2023年3月、「量子技術とサイバーセキュリティに関するタスクフォース」を発足させた。このタスクフォースの目的は、量子技術とサイバーセキュリティの交差がもたらす技術的、倫理的、市場的、ガバナンス上の課題に注意を喚起することであった。タスクフォースは、設計上マルチステークホルダーであり、9つの民間団体、6つのEU機構および機関、1つの国際機関、1つの多国間機関、1つの政府間機関、5つの大学およびシンクタンク、2つの国の研究機関、1つの市民社会団体で構成された(附属書Aの参加者リストを参照)。  
The group explored ways to formulate practical guidelines for governments and businesses to ease the adoption of quantum technologies in the EU while addressing the cybersecurity risks associated with the implementation of quantum technologies. These discussions led to policy recommendations for EU institutions, Member States, the private sector and the research community for the development and deployment of quantum-safe technologies.  同グループは、量子技術の導入に伴うサイバーセキュリティリスクに対処しつつ、EUにおける量子技術の導入を容易にするため、政府や企業向けの実用的なガイドラインを策定する方法を検討した。これらの議論は、EU機構、加盟国、民間セクター、研究コミュニティに対して、量子安全技術の開発と普及のための政策提言を行うことにつながった。 
We are now living through a quantum revolution, with modern technology allowing us to directly manipulate individual quantum systems and fully utilise quantum phenomena. These breakthroughs, a long time in the making, are enabling a new class of technologies based on quantum mechanics. Advances in quantum technologies may drastically change the world as we know it. They are expected to positively impact on many sectors of the global economy, including pharmaceuticals, climate and weather modelling, and financial portfolio management. Specific applications could be used for molecular simulation to upgrade electric vehicle batteries, optimise traffic flows in our cities or improve generative models that create datasets to enhance machine learning. These benefits come from the computational advantages of problem-solving in totally novel and different ways compared with using traditional computers.   現代のテクノロジーは、個々の量子系を直接操作し、量子現象を完全に利用することを可能にしている。量子力学に基づく新たな技術の出現は、長い年月をかけて実現されたものである。量子技術の進歩は、我々の知る世界を劇的に変えるかもしれない。医薬品、気候・気象モデル、金融ポートフォリオ管理など、世界経済の多くの分野にプラスの影響を与えると期待されている。具体的な応用例としては、電気自動車のバッテリーをアップグレードするための分子シミュレーション、都市の交通流の最適化、機械学習を強化するためのデータセットを作成する生成モデルの改善などが考えられる。このような利点は、従来のコンピュータを使った場合とはまったく異なる新しい方法で問題を解決できるという計算上の利点から生まれる。
At the same time, this new computational power also has a negative side, which explains why quantum technologies are relevant to cybersecurity. While there are some benefits to using quantum technologies to bolster cybersecurity, the most important link is that a large quantum computer could break widely used cryptographic algorithms, breaching confidential data. Most internet applications rely on cryptography to guarantee the confidentiality, authenticity and integrity of data. A cryptographically relevant quantum computer (CRQC) that breaks cryptographic algorithms would have major implications for cybersecurity.  同時に、この新しい計算能力には負の側面もあり、量子技術がサイバーセキュリティに関係する理由を説明している。サイバーセキュリティを強化するために量子技術を使うことにはいくつかの利点があるが、最も重要な関連性は、大規模な量子コンピューターが広く使われている暗号アルゴリズムを破り、機密データを漏洩する可能性があるということだ。ほとんどのインターネット・アプリケーションは、データの機密性、本人認証、完全性を保証するために暗号技術に依存している。暗号アルゴリズムを破る暗号関連量子コンピュータ(CRQC)は、サイバーセキュリティに大きな影響を与えるだろう。 
Currently, existing quantum computers are too small and error-prone to be a threat. According to experts, a CRQC is unlikely to surface in the next 5-10 years, but is very likely in the next 30 years. Nevertheless, responding to the threat should start long before CRQCs become available, for two main reasons. First, sensitive encrypted data can be stored and subsequently decrypted with a CRQC (hack now, decrypt later!). Second, the process of transitioning to new types of cryptography that can help mitigate this threat takes a long time.  現在のところ、既存の量子コンピューターは脅威となるにはあまりにも小さく、エラーも起こりやすい。専門家によれば、CRQCが今後5~10年で登場する可能性は低いが、30年以内には登場する可能性が非常に高いという。とはいえ、脅威への対応は、2つの主な理由から、CRQCが利用可能になるずっと前から始めるべきである。第一に、機密性の高い暗号化データを保存し、その後CRQCで復号化することができる(今はハックし、後で復号化する!)。第二に、この脅威を軽減するのに役立つ新しいタイプの暗号への移行プロセスには長い時間がかかる。 
Indeed, quantum computers only give a boost on certain classes of mathematical problems, so it is possible to develop cryptography based on mathematical problems that are resistant to attack by quantum computers. Quantum-resistant cryptography can thus help mitigate the threat posed by quantum computers.   実際、量子コンピューターはある種の数学的問題に対してのみ威力を発揮するため、量子コンピューターによる攻撃に耐性のある数学的問題に基づいた暗号を開発することは可能である。したがって、量子コンピュータがもたらす脅威を軽減するのに役立つのが、耐量子暗号である。  
It is lucky that these solutions exist, but there are still hurdles to overcome: quantum-resistant cryptography is not a drop-in solution, so starting to use it will require a potentially complicated process of migration. Also, standards need to be written both for quantum-resistant cryptography and for many protocols that make use of cryptography. In short, the transition to quantum-resistant cryptography is a lengthy process. It will require careful planning and must be started well in advance of the availability of CRQCs. Cryptographic agility[1] should be kept in mind during the process, to make similar transitions smoother in the future.  これらのソリューションが存在するのは幸運なことだが、まだ克服すべきハードルがある。耐量子暗号はすぐに使えるソリューションではないため、使い始めるには複雑な移行プロセスが必要になる可能性がある。また、耐量子暗号と暗号を利用する多くのプロトコルの両方で標準を作成する必要がある。要するに、耐量子暗号への移行には時間がかかるのだ。慎重な計画が必要であり、CRQCが利用可能になるかなり前から着手しなければならない。将来、同様の移行がよりスムーズに行えるよう、移行過程では暗号の俊敏性([1] )を念頭に置くべきである。 
As the new world of quantum technologies emerges, we need to seize the opportunity to decide how quantum technologies can help us promote better societies and a more sustainable future. At present, our understanding of the potential impact of quantum technologies remains incomplete. Given the risks arising from the development of quantum technologies that we are currently unaware of and therefore not yet considering, perspectives on the impact of quantum technologies should be broadened to contemplate the wider societal implications that may arise from quantum technological advances. This means addressing several societal issues, among others equitable access to these solutions, ethical development and respect for human rights.   量子技術という新しい世界が出現した今、私たちは量子技術がより良い社会と持続可能な未来を促進するためにどのように役立つかを決定する機会をつかむ必要がある。現在のところ、量子技術の潜在的な影響に関する理解は不完全なままである。量子技術の発展から生じるリスクについて、私たちがまだ気づいておらず、それゆえに考慮もしていないことを考えると、量子技術の影響に関する視点は、量子技術の進歩から生じる可能性のある、より広い社会的影響を考慮するために広げられるべきである。これは、量子技術への公平なアクセス、倫理的な発展、人権の尊重など、いくつかの社会的問題に取り組むことを意味する。  
Furthermore, governing quantum technologies presents unique challenges. This field is not only evolving at an unprecedented speed, but also our current understanding of the technology, its use-cases and its potential interconnections with other emerging and unpredictable technologies (such as generative artificial intelligence and large language models) is still quite limited. Therefore, as we move further in the development of quantum technologies it is important to promote responsible governance of quantum technologies, where the term responsible refers to the use of ‘quantum technologies that are aware of the power of their effects’[2]. Some general principles for responsible quantum could include, for instance, safeguarding against risks and engaging stakeholders in the process of developing quantum technologies.  さらに、量子技術のガバナンスには独特の課題がある。この分野はかつてないスピードで進化しているだけでなく、この技術、その使用例、そして他の新興の予測不可能な技術(生成的人工知能や大規模な言語モデルなど)との潜在的な相互関連性に関する我々の現在の理解は、まだかなり限られている。従って、量子技術の開発がさらに進むにつれ、量子技術の責任あるガバナンスを推進することが重要である。責任あるとは、「その効果の力を自覚した量子技術」[2] の使用を指す。責任ある量子技術の一般的な原則としては、例えば、リスクに対する保護や、量子技術の開発プロセスにおける利害関係者の関与などが考えられる。 
On governing the interplay of quantum technologies and cybersecurity, this report seeks to support EU initiatives to create a robust policy framework. This will facilitate the integration of quantum technologies while addressing the challenges they pose to information security.   量子技術とサイバーセキュリティのガバナンスに関して、本報告書は、強固な政策枠組みを構築するためのEUのイニシアティブを支援することを目指している。これにより、量子技術が情報セキュリティにもたらす課題に対処しつつ、量子技術の統合を促進することができる。  
The report highlights the need to funnel EU funding into quantum-resistant cryptography, including the cryptanalysis needed to test new solutions, best practices for IT system migration and cryptographic agility. The report also underscores the importance of starting the transition to quantum-resistant cryptography well in advance, considering the complexity and length of the process, and recommends a hybrid approach during the transition period. It emphasises the need for a coordinated European strategy and policy for this transition, alongside the importance of international collaboration and standardisation.   報告書では、新しいソリューションのテストに必要な暗号解析、ITシステム移行のベストプラクティス、暗号の俊敏性など、耐量子暗号にEUの資金を投入する必要性を強調している。報告書はまた、耐量子暗号への移行プロセスの複雑さと長さを考慮し、余裕を持って移行を開始することの重要性を強調し、移行期間中はハイブリッドアプローチを推奨している。また、国際的な協力と標準化の重要性とともに、この移行に対する欧州の協調的な戦略と政策の必要性を強調している。  
Moreover, it is crucial to encourage initiatives to assess the potential risks and threats posed by quantum technologies. Countries like the US have recognised this urgency and are requiring organisations to comprehensively assess quantum risks. Additionally, it is imperative to promote awareness, address the talent gap in the quantum sector, invest in the development of quantum and cybersecurity skills, and modernise enforcement methods, such as dual-use export controls.  さらに、量子技術がもたらす潜在的なリスクや脅威を評価する取り組みを奨励することが極めて重要である。米国のような国はこの緊急性を認識し、量子リスクを包括的に評価することを組織に求めている。さらに、量子技術に対する認識を促進し、量子技術分野における人材格差に対処し、量子技術やサイバーセキュリティ技術の開発に投資し、デュアルユース輸出規制などの施行方法を近代化することが不可欠である。 
More in detail, this Task Force makes the following recommendations to policymakers, the private sector and the research community.  より詳細には、本タスクフォースは、政策立案者、民間部門、研究コミュニティに対して以下の提言を行う。 
Support research at the intersection of quantum technologies and cybersecurity   量子技術とサイバーセキュリティの交差点における研究を支援する。  
It is increasingly important to continue advancing research in quantum technologies and in particular to understand how the impact of quantum technologies on cybersecurity will affect the digital ecosystem. This Task Force recommends these priorities for European research funding in the short term:  量子技術の研究を継続的に推進し、特に量子技術がサイバーセキュリティに与える影響がデジタルエコシステムにどのように影響するかを理解することがますます重要になっている。本タスクフォースは、短期的に欧州の研究資金に優先順位をつけるよう提言する: 
• quantum-resistant cryptography, including the corresponding cryptanalysis,  • 対応する暗号解読を含む耐量子暗号
• best practices for migrating IT systems,  • ITシステム移行のベストプラクティス、 
• cryptographic agility.  • 暗号の俊敏性 
Promote cryptographic agility and coordination policies at the EU level to ease the transition to quantum-resistant cryptography  耐量子暗号への移行を容易にするため、EUレベルで暗号の俊敏性と協調政策を推進する。 
Shifting to quantum-resistant cryptography is a complex and very lengthy process. It will require careful planning and must be started well ahead of the availability of CRQCs.  耐量子暗号への移行は、複雑で非常に時間のかかるプロセスである。慎重な計画が必要であり、CRQCが利用可能になるかなり前から始めなければならない。 
We recommend having cryptographic agility as a priority in mind when planning the transition to quantum-resistant cryptography and using hybrid schemes, which employ both classical and quantum-resistant algorithms.  私たちは、耐量子暗号への移行を計画する際に、暗号の俊敏性を優先事項として念頭に置き、古典的アルゴリズムと耐量子アルゴリズムの両方を採用するハイブリッド方式を使用することを推奨する。 
Furthermore, policies for the transition to quantum-resistant cryptography should be coordinated at the EU level through the establishment of ad-hoc projects (like the PostQuantum Cryptography project of the US National Cybersecurity Center of Excellence) for sharing guidelines and best practices among Member States.  さらに、加盟国間でガイドラインやベスト・プラクティスを共有するためのアドホック・プロジェクト(米国国立サイバーセキュリティ・センター・オブ・エクセレンスの耐量子暗号プロジェクトのようなもの)の設立を通じて、耐量子暗号への移行政策をEUレベルで調整すべきである。 
Foster the standardisation of quantum-resistant cryptography  耐量子暗号の標準化を促進する。 
The EU could place greater emphasis on the value of contributions by EU researchers to the standardisation process. By highlighting the contributions of its researchers, the EU could position itself as a cornerstone of the global standardisation process. To bolster its standing and foster further innovation, it is essential to ramp up research funding within the EU.   EUは、EUの研究者による標準化プロセスへの貢献の価値をもっと強調することができる。EUの研究者の貢献を強調することで、EUは自らをグローバルな標準化プロセスの要として位置づけることができる。その地位を強化し、さらなるイノベーションを促進するためには、EU内の研究資金を増強することが不可欠である。  
Encourage initiatives to assess the potential risks and threats posed by quantum technologies  量子技術がもたらす潜在的なリスクと脅威を評価するイニシアティブを奨励する。 
Organisations with their own cryptographic infrastructure should incorporate quantumresistance planning for the future. As a starting point for the transition of an organisation to quantum-resistant cryptography, we recommend carrying out a quantum vulnerability assessment.   独自の暗号インフラを持つ組織は、将来に向けて量子耐性計画を組み込むべきである。組織が耐量子暗号に移行するための出発点として、量子脆弱性評価を実施することを推奨する。  
The US National Defence Authorization Act of 2021, mandating the US Department of Defence to conduct such a comprehensive assessment of potential risks, goes in this direction.  2021年米国国防認可法は、このような潜在的リスクの包括的なアセスメントを実施することを米国防総省に義務付けており、この方向性を示している。 
The European Commission could promote a similar initiative through recommendations to guide Member States and companies on how to approach the cybersecurity risk aspects of quantum computing technologies.  欧州委員会は、量子コンピューティング技術のサイバーセキュリティリスクへの取り組み方について加盟国や企業を指導する勧告を通じて、同様の取り組みを推進することができるだろう。 
Apply a principles-based approach to quantum governance and strengthen international coordination   量子ガバナンスに原則に基づくアプローチを適用し、国際協調を強化する。  
In light of the rapidly changing landscape of quantum technologies, we recommend a governance approach that could limit risks without stifling exploration of the potential quantum technologies hold.   急速に変化する量子技術の状況を鑑み、量子技術の可能性の探求を阻害することなく、リスクを制限することができるガバナンス・アプローチを提言する。  
In this context, a principles-based approach to governance could be advantageous. Some general principles for quantum-responsible governance could include, for instance, safeguarding against risks and engaging stakeholders in the process of developing quantum technologies.  この文脈では、原則に基づいたガバナンスのアプローチが有利に働く可能性がある。量子に責任を持つガバナンスの一般原則としては、例えば、リスクに対する保護や、量子技術の開発プロセスにおける利害関係者の関与などが考えられる。 
In applying such principles, one governance strategy might involve the use of regulatory sandboxes for areas that are not yet fully understood or that may carry higher risks. This would provide a controlled environment in which government and industry could come together to develop, deploy and test quantum and quantum-hybrid applications for use in the near term.   このような原則を適用する場合、ガバナンス戦略の一つとして、まだ十分に解明されていない分野や、より高いリスクを伴う可能性のある分野については、規制のサンドボックスを利用することが考えられる。これは、近い将来に使用される量子および量子ハイブリッド・アプリケーションの開発、配備、テストを政府と産業界が協力して行うための管理された環境を提供するものである。  。 
Enhance quantum awareness in both the public and private sectors   官民両部門で量子に対する意識を高める  
In the report, we stress the worrisome low level of quantum awareness across sectors, especially on the interplay between quantum technologies and cybersecurity.   報告書では、特に量子技術とサイバーセキュリティの相互作用について、各分野における量子認識の低さが憂慮されることを強調している。  
We recommend promoting awareness campaigns to both public and private organisations. In this vein, the EU could support the creation of platforms for direct interaction with quantum experts or for showcasing best practices in quantum technology applications and the quantum transition.  私たちは、公的機関および民間機関の両方に対して、啓蒙キャンペーンを推進することを推奨する。このような観点から、EUは、量子の専門家と直接交流したり、量子技術の応用や量子移行に関するベストプラクティスを紹介したりするためのプラットフォームの構築を支援することができる。 
Implement policies to promote a future-ready workforce with quantum and cybersecurity skills  量子力学とサイバーセキュリティのスキルを持つ、将来即戦力となる労働力を促進するための政策を実施する。 
In the report, we show the huge talent gap in the quantum sector. Organisations looking to fill such a talent gap should not only identify their talent needs but also diversify the talent pipeline and focus on talent retention.   本報告書では、量子分野における人材格差の大きさを示している。このような人材ギャップを埋めようとする組織は、人材ニーズを特定するだけでなく、人材パイプラインを多様化し、人材確保に注力すべきである。  
We strongly recommend that the European Commission prioritises investment in developing quantum skills, specifically in the intersection of quantum technology and cybersecurity, to foster a new generation of experts.  我々は欧州委員会に対し、量子技術の開発、特に量子技術とサイバーセキュリティが交差する分野への投資を優先し、新世代の専門家を育成することを強く勧告する。 
Update dual-use and export control policies  デュアルユース・輸出管理政策を更新する 
Openness in quantum technology research can speed up progress, but it also risks misuse by malicious actors. While open collaboration fosters innovation, there are concerns about national security and the protection of critical information. The issue of openness in research is directly related to that of dual-use export controls, which come into play when states judge that there is a need to restrict the international transfer of certain technologies.   量子技術研究のオープン化は進歩を加速させるが、同時に悪意ある者による悪用のリスクもある。オープンな共同研究はイノベーションを促進する一方で、国家安全保障や重要情報の保護に関する懸念もある。研究のオープン化の問題は、国家が特定の技術の国際移転を制限する必要があると判断した場合に適用される、デュアルユース輸出規制の問題と直接関連している。  
In this context, the EU should consider updating its export control systems. Indeed, there is a lack of clarity on how dual-use export controls affect a non-resident using a quantum computer through the cloud. This highlights the urgency of modernising enforcement methods to ensure that tools like export controls remain relevant and effective.  この観点から、EUは輸出管理システムの更新を検討すべきである。実際、デュアルユースの輸出規制が、クラウドを通じて量子コンピュータを使用する非居住者にどのような影響を及ぼすかについては、明確になっていない。このことは、輸出規制のようなツールが適切かつ効果的であり続けるためには、執行方法の近代化が急務であることを浮き彫りにしている。 
Furthermore, the EU can play a valuable role through, for example, the EU-US Trade and Technology Council, in facilitating transparency, information exchange and cooperation on quantum value-chain policies.   さらにEUは、例えばEU-米国貿易技術評議会を通じて、量子バリューチェーン政策の透明性、情報交換、協力を促進するという貴重な役割を果たすことができる。  
   
[1] Cryptographic agility is the ability to change the cryptographic building blocks in an application in a fast and painless way. This may mean technical solutions that make switches easy, but it also encompasses measures taken at an organisational level.  [1] 暗号の俊敏性とは、アプリケーションの暗号ビルディングブロックを迅速かつ容易に変更できる能力のことである。これは、切り替えを容易にする技術的ソリューションを意味する場合もあるが、組織レベルでの対策も含まれる。 
[2] As described by Mira Wolf-Bauwens in Ethics, Governance and Politics of Responsible Quantum Computing, presentation at the Third Meeting of the Quantum Technologies and Cybersecurity Task Force in 2023.  [2]2023年の量子技術とサイバーセキュリティ・タスクフォース第3回会合で発表された 「責任ある量子コンピューティングの倫理、ガバナンス、政治」の中で、ミラ・ウォルフ=バウエンスが述べている。 

 

 

・2023.12.06 Quantum technologies and cybersecurity in the EU – there’s still a long way to go

Quantum technologies and cybersecurity in the EU – there’s still a long way to go EUにおける量子テクノロジーとサイバーセキュリティ - 道のりはまだ長い
We are now living through a quantum revolution, with modern technology allowing us to directly manipulate individual quantum systems and fully utilise quantum phenomena. These breakthroughs are enabling a new class of technologies based on quantum mechanics. 現代のテクノロジーは、個々の量子系を直接操作し、量子現象を完全に利用することを可能にしている。これらのブレークスルーは、量子力学に基づく新しいクラスのテクノロジーを可能にしている。
Quantum technologies may drastically change the world as we know it. They are expected to positively impact many sectors, including pharmaceuticals, climate and weather modelling, and financial portfolio management. They could be used for molecular simulation to upgrade electric vehicle batteries, optimise traffic flows or improve generative models that create datasets to enhance machine learning. These benefits come from the computational advantages of problem-solving in totally superior ways compared to traditional computers. 量子テクノロジーは、我々が知っている世界を劇的に変えるかもしれない。製薬、気候・気象モデリング、金融ポートフォリオ管理など、多くの分野にポジティブな影響を与えると期待されている。電気自動車のバッテリーをアップグレードしたり、交通の流れを最適化したり、機械学習を強化するためのデータセットを作成する生成モデルを改善するための分子シミュレーションに利用できるかもしれない。このような利点は、従来のコンピューターに比べてまったく優れた方法で問題を解決できるという計算上の利点から生まれる。
At the same time, this new computational power also has a darker side – and that’s why quantum technologies are relevant to cybersecurity. 同時に、この新しい計算能力には暗黒面もある。それが量子技術がサイバーセキュリティに関連する理由だ。
While quantum technologies can bolster cybersecurity, they can also break widely used cryptographic algorithms, thus breaking into confidential data. Since most internet applications rely on cryptography to guarantee confidentiality, authenticity and data integrity, cryptographically relevant quantum computers (CRQCs) that can break cryptographic algorithms would have major cybersecurity implications. A quantum computer with just 20 million quantum bits (a mid-range smartphone has hundreds of billions of bits of storage) would be able to break a code in eight hours that would take today’s best supercomputers trillions of years to do. 量子テクノロジーはサイバーセキュリティを強化する一方で、広く使われている暗号アルゴリズムを破ることもできる。ほとんどのインターネット・アプリケーションは、機密性、本人認証、データの完全性を保証するために暗号技術に依存しているため、暗号アルゴリズムを破ることができる暗号関連量子コンピュータ(CRQC)は、サイバーセキュリティに大きな影響を与えることになる。わずか2000万ビットの量子ビット(ミッドレンジのスマートフォンは数千億ビットのストレージを持つ)を持つ量子コンピューターは、現在の最高のスーパーコンピューターが数兆年かかる暗号を8時間で解読できるだろう。
Currently, quantum computers are too small and error-prone to be a threat – experts believe that CRQCs will only emerge in the next 5-10 years but only become truly viable in the next 30 years. That said, the threat should be addressed long before this, for two reasons. First, sensitive encrypted data can be stored and subsequently decrypted with a CRQC (i.e. ‘hack now, decrypt later’). Second, transitioning to new, more resilient types of cryptography takes a long time. 現在のところ、量子コンピューターは脅威となるにはあまりにも小さく、エラーも起こりやすい。専門家たちは、CRQCは今後5~10年の間に出現するが、本当に実用化されるのは今後30年後だと考えている。とはいえ、2つの理由から、この脅威はこれよりもずっと前に対処されるべきだ。第一に、機密性の高い暗号化データを保存し、その後CRQCで復号化することができる(つまり、「今すぐハックし、後で復号化する」)。第二に、よりレジリエンスの高い新しいタイプの暗号への移行には時間がかかる。
Furthermore, we consider that advanced quantum cryptography may become a game changer for security and privacy, even more so when coupled with powerful AI systems. This combination would generate ‘Quantum AI’, allowing for the development of quantum machine learning algorithms that can analyse and make predictions based on large datasets. さらに、先進的な量子暗号は、強力なAIシステムと組み合わさることで、セキュリティとプライバシーを大きく変える可能性がある。この組み合わせは「量子AI」を生み出し、大規模なデータセットを分析し予測することができる量子機械学習アルゴリズムの開発を可能にするだろう。
Quantum computers only boost certain classes of mathematical problems, meaning that it’s still possible to develop cryptography based on mathematical problems that are resistant to quantum computers. This is called ‘quantum-resistant cryptography’. It’s reassuring that these solutions exist but there are still hurdles to overcome. Quantum-resistant cryptography is not a drop-in solution; thus, it requires a potentially complicated transition. Standards also need to be developed, both for quantum-resistant cryptography and for the many protocols that use cryptography. 量子コンピューターは、ある種の数学的問題のみを解くことができる。つまり、量子コンピューターに耐性のある数学的問題に基づいた暗号を開発することは可能なのだ。これは「量子耐性暗号」と呼ばれる。このような解決策が存在することは心強いが、克服すべきハードルはまだある。量子に強い暗号は、すぐに使える解決策ではないため、複雑な移行が必要になる可能性がある。標準規格も、耐量子暗号と暗号を使用する多くのプロトコルの両方で開発する必要がある。
In short, the transition to quantum-resistant cryptography is a lengthy process, requiring careful planning and it must begin well in advance of CRQCs becoming readily available. Cryptographic agility should be considered during the process, to ease the future transitio. 要するに、耐量子暗号への移行には長いプロセスが必要であり、慎重な計画が必要である。将来的な移行を容易にするために、暗号のアジリティ(敏捷性)をプロセス中に考慮する必要がある。
As quantum technologies emerge, we need to seize the opportunity to decide how quantum technologies can help us promote better societies and a more sustainable future. This is going to be complicated – not only is quantum evolving at an unprecedented speed, but our current understanding of the technology, its use-cases, and its potential interconnections with other technologies (such as generative AI and large language models) is still quite limited. 量子技術の出現に伴い、我々は量子技術がより良い社会と持続可能な未来を促進するためにどのように役立つかを決定する機会をつかむ必要がある。量子技術はかつてないスピードで進化しているだけでなく、その技術や使用例、他の技術(生成的AIや大規模な言語モデルなど)との潜在的な相互関連性についての理解は、まだかなり限られている。
Therefore, as quantum technologies develop, it’s important to promote responsible governance. Some general principles for responsible quantum could include, for instance, safeguarding against risks and engaging stakeholders in the development process. This includes addressing societal issues, such as equitable access to these solutions, their ethically aligned development, and respect for human rights. したがって、量子技術が発展するにつれ、責任あるガバナンスを推進することが重要になる。責任ある量子の一般的な原則には、例えば、リスクに対する保護や開発プロセスにおける利害関係者の関与が含まれる。これには、これらのソリューションへの公平なアクセス、倫理的に沿った開発、人権の尊重といった社会的な問題への取り組みも含まれる。
Where does the EU fit in? After China, Europe is a world leader in publicly funding quantum technologies (about EUR 10 billion since 2016), yet it’s lagging countries like the US when it comes to policies favouring migration to quantum-resistant cryptography and quantum vulnerability assessment. EUの位置づけは?中国に次いで、欧州は量子技術に公的資金を提供する世界的なリーダーである(2016年以降、約100億ユーロ)が、量子耐性暗号への移行や量子脆弱性評価を促進する政策に関しては、米国のような国々に遅れをとっている。
The final report of the CEPS Task force on Quantum Technologies and Cybersecurity highlights the need to funnel EU funding into quantum-resistant cryptography, best practices for IT system migration, and cryptographic agility. It also underscores the importance of transitioning to quantum-resistant cryptography early on, considering the complexity and length of the process, and it recommends a hybrid approach during the transition period. It emphasises a coordinated European strategy, alongside international collaboration and standardisation. 量子技術とサイバーセキュリティに関するCEPSタスクフォースの最終報告書は、EUの資金を量子耐性暗号、ITシステム移行のベストプラクティス、暗号の俊敏性に振り向ける必要性を強調している。また、プロセスの複雑さと長さを考慮し、早期に耐量子暗号技術に移行することの重要性を強調し、移行期間中はハイブリッド・アプローチを推奨している。また、国際的な協力や標準化とともに、協調的な欧州戦略を強調している。
Moreover, it’s imperative to promote awareness of the potential risks and threats posed by quantum technologies, as well as to address the talent gap in the quantum sector, invest in quantum and cybersecurity skills, and modernise enforcement methods, such as dual-use export controls. さらに、量子技術がもたらす潜在的なリスクや脅威に対する認識を促進し、量子分野における人材格差に対処し、量子技術やサイバーセキュリティのスキルに投資し、デュアルユース輸出規制などの施行方法を近代化することが不可欠である。
In this context the EU can also play a valuable role, through the EU-US Trade and Technology Council – it has promoted an ad hoc task force on quantum – in facilitating transparency, information exchange and cooperation. このような状況において、EUはまた、EU-米国貿易技術理事会(量子に関する特別タスクフォースを推進)を通じて、透明性、情報交換、協力を促進するという貴重な役割を果たすことができる。
With all this in mind, the key question now is: will EU leaders seize the moment and take up the quantum challenge in front of them? これらのことを念頭に置いて、今重要なのは、EUの指導者たちがこの瞬間をとらえ、目の前の量子の課題に取り組むかどうかということである。
The authors thank Afonso Ferreira for his contribution to the drafting of this commentary. 本解説のドラフト作成に貢献してくれたアフォンソ・フェレイラに感謝する。

 

 


 

まるちゃんの情報セキュリティ気まぐれ日記

・2023.09.29 日本銀行金融研究所 量子コンピュータが暗号に及ぼす影響にどう対処するか:海外における取組み

・2023.08.25 米国 NIST パブコメ FIPS 203 モジュール・ラティス・ベースの鍵カプセル化メカニズム標準, FIPS 204 モジュール-格子ベース電子署名標準, FIPS 205 ステートレス・ハッシュベース・デジタル署名標準

・2023.08.22 米国 CISA NSA NIST 量子対応:耐量子暗号への移行

・2023.07.09 米国 OMB 2025 年度予算における政権のサイバーセキュリティ優先事項 (2023.06.27)

・2023.06.09 NIST SP 800-225 2022年度サイバーセキュリティ・プライバシー年次報告書 (2023.05.30)

・2023.05.27 英国 Oxford AcademicのJournal of Cybersecurity, Volume 9, Issue 1の記事はどれも興味深い...

・2023.04.26 米国 NIST SP 1800-38A「耐量子暗号への移行」の初期ドラフト

・2023.04.14 オランダ 耐量子暗号への移行等に関するハンドブック

・2023.03.04 米国 国家サイバーセキュリティ戦略を発表

・2023.02.08 中国 データセキュリティ産業の発展促進に関する16部署の指導意見 (2023.01.14)

・2022.10.21 ENISA ポスト量子暗号 - 統合研究

・2022.10.02 NIST SP 800-220 2021年度サイバーセキュリティ・プライバシー年次報告書 (2022.09.26)

・2022.10.02 NISTIR 8413 NIST耐量子暗号標準化プロセス第3ラウンドの現状報告(参考文献の追加)

・2022.09.09 米国 NSA 国家安全保障システムのための将来の耐量子(QR)アルゴリズム要件を発表

・2022.07.07 NISTIR 8413 NIST耐量子暗号標準化プロセス第3ラウンドの現状報告

・2022.05.05 米国 国家量子推進諮問委員会の強化に関する大統領令

・2022.03.05 NATO サイバーセキュリティセンター 量子コンピュータの攻撃に耐えられるセキュアネットワークの実験に成功

・2021.12.20 ドイツ BSI 量子セキュア暗号の現状に関するガイドライン

・2021.10.26 Cloud Security Alliance 量子後の世界への実践的な備え at 2021.10.19

・2021.10.06 米国 DHS CISA 量子コンピューティングの進展に伴うセキュリティリスクを軽減するためのガイダンス

・2021.04.29 NIST White Paper ポスト量子暗号への備え:ポスト量子暗号アルゴリズムの採用と使用に関連する課題の調査

・2021.02.10 ENISA 暗号に関する2つの報告書 「ポスト量子暗号:現状と量子緩和」と「暗号資産:デジタル通貨と分散型台帳技術の概要」

 

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