量子計(jì)算威脅加密保護(hù)地位

7月11日訊 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的問(wèn)題得到解決。無(wú)線(xiàn)電解決了即時(shí)通訊問(wèn)題；電燈讓我們能在日落后繼續(xù)干活；電腦，互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了許多新機(jī)遇。但是科技進(jìn)步的同時(shí)也淘汰了很多舊事物，技術(shù)的革命性越強(qiáng)，其破舊功力也越大！

在目前新興的技術(shù)中，要數(shù)量子計(jì)算的革新性最強(qiáng)，這種革新能力將有如加密技術(shù)一樣帶來(lái)一陣強(qiáng)大的技術(shù)風(fēng)暴。

量子計(jì)算的演變

科幻小說(shuō)中，量子計(jì)算更像是魔法而非科學(xué)。因?yàn)樾≌f(shuō)里展現(xiàn)的不是電路，而是主人公操作量子比特的畫(huà)面。

和如今電腦中電路處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)不同，量子比特是疊加存在的，它存在于1到0之間的無(wú)限空間。因此，理論上它們似乎可以針對(duì)一個(gè)問(wèn)題立即給出所有解決方案，而電腦還必須一次嘗試一種可能。

現(xiàn)在唯一阻礙量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的就是物理工程學(xué)方面的挑戰(zhàn)，而政府和私企正在努力克服這一問(wèn)題。

量子計(jì)算威脅加密保護(hù)地位

隨著量子計(jì)算的發(fā)展，加密技術(shù)以及利用加密技術(shù)保護(hù)的數(shù)字信息都面臨著威脅。攻擊者利用電腦破解加密文件歸根結(jié)底只是時(shí)間問(wèn)題。大多數(shù)現(xiàn)代加密系統(tǒng)，如 Diffie-Hellman 和 RSA，都是基于一個(gè)前提——讓黑客計(jì)算很長(zhǎng)的時(shí)間才能找到密鑰。

由于量子計(jì)算并不按這個(gè)套路出牌，它不需要一次一次地進(jìn)行組合，使用量子比特就可以一次就試遍所有的密碼組合，幾秒的時(shí)間就找出正確密鑰。

目前唯一限制量子比特解密速度的是當(dāng)前量子計(jì)算機(jī)的數(shù)量還有限，這一點(diǎn)已在穩(wěn)步改善中。

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）科學(xué)家意識(shí)到了這種威脅，該機(jī)構(gòu)的一份報(bào)告明確表示量子計(jì)算將為加密技術(shù)帶來(lái)威脅。報(bào)告稱(chēng)，如果建立大規(guī)模的量子計(jì)算機(jī)組，就可能破解目前大量公共密鑰加密系統(tǒng)。唯一的辦法是——現(xiàn)在就給信息安全系統(tǒng)做好抵抗量子計(jì)算解密的準(zhǔn)備。

攻擊者不會(huì)等你，潛在的攻擊者正在竊取加密數(shù)據(jù)，他們期望不久的將來(lái)用量子計(jì)算機(jī)給數(shù)據(jù)解密?，F(xiàn)在如果沒(méi)有合適的數(shù)據(jù)保護(hù)措施，一旦他們有了量子計(jì)算工具，就會(huì)迅速出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄露的威脅。

當(dāng)前量子世界的數(shù)據(jù)保護(hù)進(jìn)展

量子計(jì)算機(jī)解密的問(wèn)題仍在不斷演變。鮮少有人能完全理解這一問(wèn)題的影響力，還有一些人則對(duì)這種危機(jī)渾然不覺(jué)，但一些創(chuàng)新者正努力依照 NIST 的推薦，為即將到來(lái)的量子風(fēng)暴做準(zhǔn)備。

大部分使用量子計(jì)算或量子機(jī)制的方案都試圖創(chuàng)造一種量子計(jì)算機(jī)無(wú)法解開(kāi)的鎖。因此，“后量子加密術(shù)”與典型的“AES 加密術(shù)”截然不同。用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明：

位于盧森堡的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商 SES 正致力于創(chuàng)建量子加密電訊系統(tǒng) Quantum Cryptography Telecommunication System (Quartz)，這個(gè)系統(tǒng)將成為未來(lái)異地分散網(wǎng)絡(luò)的密鑰分配平臺(tái)。這個(gè)基于衛(wèi)星的 QKD（量子密鑰分發(fā)）系統(tǒng)利用太空光子來(lái)保護(hù)密鑰。

IBM 研究人員也正在研發(fā)一種基于數(shù)學(xué)格框架（mathematical lattices）的新型加密機(jī)制，在這種機(jī)制中，數(shù)據(jù)隱藏于復(fù)雜的代數(shù)結(jié)構(gòu)中。這一想法旨在阻止量子計(jì)算機(jī)用其強(qiáng)大的運(yùn)算功能解密，其原理是在原始問(wèn)題的后部分出更多復(fù)雜的加密層，這樣整個(gè)數(shù)學(xué)格框架無(wú)法在同一時(shí)間被全部看透。

與此同時(shí)，一家名為 Quantum Xchange 的公司研發(fā)了一種利用 QKD 技術(shù)的方法。在這種方法中，密鑰基于不可破解的量子現(xiàn)象而生成，目的是創(chuàng)建首個(gè)安全保護(hù)文件的全國(guó)性網(wǎng)絡(luò)，再將其數(shù)據(jù)發(fā)至任意距離之外。和其他處于研發(fā)中的方案不同，Quantum Xchange 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在就可用，而且此方案彌補(bǔ)了目前加密術(shù)中的一些不足之處。

量子計(jì)算的風(fēng)暴來(lái)勢(shì)洶洶，但目前安全界在保護(hù)數(shù)據(jù)方面并非一無(wú)是處?，F(xiàn)在投資部署正確的防御，未雨綢繆的人就能在量子風(fēng)暴中穩(wěn)穩(wěn)保護(hù)好自己的數(shù)據(jù)。