Singapore tăng tốc đối phó với các mối đe dọa mật mã hậu lượng tử

Tăng cường năng lực quốc gia trước thời đại hậu lượng tử

Sự xuất hiện của máy tính lượng tử, vốn có khả năng tính toán vượt xa máy tính truyền thống, đang mở ra hàng loạt cơ hội trong nghiên cứu khoa học, tối ưu hóa logistics, tìm kiếm thuốc mới và mô phỏng các hệ thống phức tạp.

Tuy nhiên, đi kèm với đó là nguy cơ mà giới chuyên gia gọi là “đe dọa lượng tử”: Khi máy tính lượng tử đủ mạnh có thể phá vỡ các thuật toán mã hóa công khai đang bảo vệ hầu hết dữ liệu và giao dịch số hiện nay. RSA, ECC - những chuẩn mã hóa phổ biến trong ngân hàng, thương mại điện tử, chính phủ điện tử đều có nguy cơ bị “vô hiệu hóa” trong vài giờ nếu đối mặt với một máy tính lượng tử ở mức đủ mạnh.

Mối đe dọa không chỉ nằm trong tương lai. Nhiều nhóm tấn công có thể đang áp dụng chiến lược “thu thập bây giờ, giải mã sau” (harvest now, decrypt later). Họ đánh cắp dữ liệu đã mã hóa ngay hôm nay, chờ đến thời điểm công nghệ lượng tử đủ khả năng để giải mã trong tương lai.

Điều này khiến việc chuẩn bị chuyển đổi sang hệ thống mã hóa hậu lượng tử trở nên cấp bách, đặc biệt với các lĩnh vực nắm giữ dữ liệu nhạy cảm như ngân hàng, quốc phòng, năng lượng, y tế và cơ sở hạ tầng thiết yếu.

Trước bối cảnh đó, CSA công bố hai tài liệu quan trọng: Quantum-Safe Handbook và Quantum Readiness Index. Đây được xem như bộ công cụ toàn diện đầu tiên tại Singapore giúp các tổ chức đánh giá mức độ rủi ro, xác định lộ trình chuẩn bị và từng bước chuyển đổi sang các cơ chế mã hóa an toàn trước tấn công lượng tử.

Tài liệu được phát triển bởi CSA, Cơ quan công nghệ Chính phủ Singapore (GovTech) và Cơ quan Phát triển truyền thông và thông tin Singapore (IMDA), phối hợp cùng các doanh nghiệp công nghệ, hãng tư vấn an ninh mạng và các hiệp hội chuyên môn.

Quantum-Safe Handbook tập trung giải thích rõ các nguy cơ, xác định các tài sản mật mã trọng yếu, đồng thời đưa ra hướng dẫn thực tiễn cho các tổ chức, đặc biệt là các đơn vị sở hữu hạ tầng thông tin quan trọng (Critical Information Infrastructure). Tài liệu này hỗ trợ các cơ quan và doanh nghiệp bắt đầu đánh giá hệ thống hiện có, nhận diện những điểm dễ tổn thương và xây dựng lộ trình chuyển đổi phù hợp với quy mô vận hành.

Trong khi đó, Quantum Readiness Index đóng vai trò như một bảng tự đánh giá, giúp các tổ chức xác định vị trí của mình trên hành trình chuyển đổi sang mã hóa hậu lượng tử. QRI hỗ trợ các nhà quản lý và chuyên gia an ninh mạng xác định các ưu tiên, thúc đẩy thảo luận nội bộ và đưa ra quyết định dựa trên mức độ sẵn sàng thực tế. Điểm đặc biệt là cả hai tài liệu hiện đang được mở cho tham vấn công chúng đến cuối năm 2025, nhằm hoàn thiện nội dung trước khi đưa vào áp dụng rộng rãi ở cả khu vực công và tư nhân.

Singapore không đơn độc trong xu thế này. Từ tháng 8/2024, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) đã công bố bộ thuật toán mã hóa hậu lượng tử đầu tiên sẵn sàng cho triển khai thực tế.

Đây là dấu mốc quan trọng, khẳng định rằng thế giới đã bước vào giai đoạn chuyển đổi kỹ thuật mật mã quy mô lớn nhất trong nhiều thập kỷ. Việc Singapore nhanh chóng phát triển tài liệu hướng dẫn và bộ chỉ số đánh giá cho thấy tầm nhìn chiến lược và sự chủ động của quốc gia này trong cuộc đua bảo vệ an ninh số.

Singtel ra mắt mạng lưới quantum-safe đầu tiên tại Đông Nam Á

Song hành với CSA, Singtel (tập đoàn viễn thông lớn nhất Singapore và một trong những nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, công nghệ thông tin hàng đầu châu Á - Thái Bình Dương) đã chính thức trình làng Hybrid Quantum-Safe Network (QSN) - mạng lưới kết hợp giữa phân phối khóa lượng tử (Quantum Key Distribution - QKD) và mã hóa hậu lượng tử (PQC). Đây là mạng lưới đầu tiên ở khu vực Đông Nam Á áp dụng mô hình tích hợp này.

Trong đó, QKD đảm nhiệm việc tạo và phân phối khóa mã hóa bằng các tính chất vật lý của photon, còn PQC đóng vai trò mở rộng vùng bảo vệ sang những hạ tầng không thể triển khai QKD do hạn chế về chi phí hoặc công nghệ.

Mạng Hybrid QSN của Singtel không chỉ bảo vệ các trung tâm dữ liệu lõi hoặc các hệ thống trọng yếu, mà còn mở rộng sang các văn phòng chi nhánh, cơ sở từ xa, môi trường đám mây và thậm chí cả hoạt động xuyên biên giới. Với mô hình lai, Singtel giúp doanh nghiệp có thể triển khai QKD tại những điểm quan trọng, đồng thời sử dụng PQC để bảo vệ toàn bộ phần còn lại của hệ thống, tạo ra một lớp an ninh đa tầng, linh hoạt và tiết kiệm chi phí.

Theo Tổng Giám đốc Singtel Singapore Ng Tian Chong, điện toán lượng tử vừa mở ra cơ hội lớn, vừa mang đến rủi ro chưa từng có. Nó có thể phá vỡ chuẩn mã hóa hiện nay: Nền tảng của niềm tin số trong thế giới kết nối. Trong bối cảnh đó, Singtel xem việc bảo vệ hệ thống của doanh nghiệp là ưu tiên chiến lược và mạng Hybrid QSN chính là công cụ giúp các tổ chức bắt đầu chuẩn bị một cách chủ động và bài bản.

Đối với các doanh nghiệp, đặc biệt là những đơn vị vận hành dữ liệu nhạy cảm, việc có thể triển khai giải pháp quantum-safe theo từng giai đoạn là lợi thế đáng kể. Thay vì một cuộc đại tu toàn diện với chi phí lớn, mô hình lai của Singtel giúp họ từng bước nâng cấp, thử nghiệm và mở rộng, đồng thời duy trì khả năng tương thích với hệ thống hiện hữu.

Điều này giảm thiểu gián đoạn và bảo đảm doanh nghiệp có thể chuyển đổi trước khi “ngày Q-day” - thời điểm máy tính lượng tử phá vỡ các chuẩn mã hóa thực sự xảy ra.

Trong bối cảnh toàn cầu đang chứng kiến sự gia tăng đầu tư vào công nghệ lượng tử và mã hóa hậu lượng tử, Singapore tiếp tục khẳng định vị thế là trung tâm đổi mới an ninh mạng của khu vực. Việc triển khai các sáng kiến của CSA cùng sự tiên phong của Singtel cho thấy hệ sinh thái công nghệ của quốc gia này đang vận hành theo hướng “phòng thủ từ sớm”, tạo nền tảng vững chắc để bảo vệ hạ tầng số trong thập kỷ tới./.