現(xiàn)代計(jì)算機(jī)從根本上改變了日常生活,而且它們每天都在變得更加強(qiáng)大。你現(xiàn)在用來(lái)讀這篇文章所使用的智能手機(jī),相比較幾十年前的超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō),也更加強(qiáng)大了。
但即使是今天最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)也有著很大的局限性。
這就是量子計(jì)算的用武之地。這是一個(gè)利用量子力學(xué)定律來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的研究領(lǐng)域。藥物研究、疫苗研發(fā)、金融建模、天氣預(yù)報(bào)以及幾乎任何需要大量計(jì)算能力的領(lǐng)域都可能通過(guò)量子計(jì)算大大加速。
量子計(jì)算機(jī)也可以用來(lái)破解世界上一些最常見(jiàn)的加密算法。
兩個(gè)加密系統(tǒng)的故事
加密有兩大類(lèi)。
第一種是對(duì)稱(chēng)加密或私鑰加密。這樣想:當(dāng)你鎖上門(mén)時(shí),同一把鑰匙會(huì)解鎖它。當(dāng)你用同一把密鑰加密和解密信息,而只有少數(shù)人可以訪問(wèn)時(shí),這就是所謂的對(duì)稱(chēng)加密。同理,你家的鑰匙通常不會(huì)發(fā)給你不信任的人。
非對(duì)稱(chēng)或公鑰密碼允許您使用不同的密鑰加密和解密信息,其中一個(gè)密鑰是公開(kāi)分發(fā)的。把公鑰想象成一把鑰匙,有人可以用來(lái)鎖門(mén),但不能開(kāi)鎖。或者用來(lái)開(kāi)鎖,但不能鎖門(mén)。這個(gè)系統(tǒng)有點(diǎn)復(fù)雜,但你只需要知道一件事:這種類(lèi)型的加密技術(shù)可以讓你安全地與素未謀面的人做生意。
根據(jù)IEEE會(huì)員Jonathan Katz的說(shuō)法,每當(dāng)傳輸層安全用于加密的網(wǎng)絡(luò)連接時(shí),都會(huì)部署公鑰加密,包括公鑰加密和數(shù)字簽名。所有大公司都使用數(shù)字簽名來(lái)證明其代碼更新。
對(duì)稱(chēng)密鑰加密通常比非對(duì)稱(chēng)公鑰加密更難破解。
Katz說(shuō):“30多年來(lái),人們都知道,大規(guī)模通用量子計(jì)算機(jī)的存在會(huì)使現(xiàn)有的公鑰密碼(包括加密和數(shù)字簽名)變得不安全。雖然這聽(tīng)起來(lái)很糟糕,但請(qǐng)注意,目前尚不清楚這種量子計(jì)算機(jī)何時(shí)可用。”
許多專(zhuān)家認(rèn)為,能夠打破現(xiàn)代密碼學(xué)的大規(guī)模通用量子計(jì)算機(jī)將在未來(lái)二十年內(nèi)問(wèn)世。
后量子密碼學(xué)競(jìng)賽
IEEE高級(jí)會(huì)員Kevin Curran表示:“密碼學(xué)界開(kāi)始將注意力集中在后量子密碼學(xué)上,但需要時(shí)間來(lái)提高效率和建立信心。提高后量子密碼學(xué)的可用性也需要時(shí)間?!?/p>
挑戰(zhàn)之一是:無(wú)論使用什么系統(tǒng),都必須在支撐當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)中工作。
Curran說(shuō):“我們很可能會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際上并不需要后量子密碼學(xué)。但風(fēng)險(xiǎn)可能太大,無(wú)法承擔(dān)。如果我們現(xiàn)在不進(jìn)行研究,那么我們可能會(huì)失去多年來(lái)在這一領(lǐng)域的關(guān)鍵研究?!?/p>
另一個(gè)問(wèn)題是:有些數(shù)據(jù)可能非常有價(jià)值,值得等待解密。
Katz說(shuō):“部分問(wèn)題是,攻擊者現(xiàn)在可以記錄和存儲(chǔ)加密數(shù)據(jù),然后在量子計(jì)算機(jī)可用時(shí)使用量子計(jì)算機(jī)來(lái)破壞加密并恢復(fù)底層數(shù)據(jù)。因此,需要保密20多年的數(shù)據(jù)需要使用對(duì)量子計(jì)算機(jī)保持安全的技術(shù)進(jìn)行保護(hù)?!?/p>
后量子密碼學(xué)的競(jìng)賽正在進(jìn)行,而且沒(méi)有跡象表明它會(huì)在短期內(nèi)放緩。
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原文標(biāo)題:量子計(jì)算機(jī)即將到來(lái),這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全意味著什么?
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