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量子計算機越來越近 留給傳統網絡加密的時間不多了

2019/11/22 13:29:36 |  185次閱讀 |  來源:網友轉載   【已有0條評論】發表評論

網易科技訊 11月22日消息,據國外媒體報道,隨著量子計算技術的不斷發展,網絡專家們擔心數據安全未來會受到威脅。構建量子安全加密的競賽正在進行。

谷歌的CEO桑德爾·皮查伊(Sundar Pichai)與Sycamore量子計算機

當谷歌表示,它已經超越了傳統超級計算機的性能,實現了“量子霸權”時,專家們的反應既興奮又擔憂,他們擔心下一代計算可能會影響到從醫學到金融投資組合優化的一切。

10月,該科技巨頭稱,它的Sycamore量子處理器在200秒內完成了一項世界上最快超級計算機需要1萬年才能完成的任務,盡管IBM等公司對這種量級提出了質疑。

量子計算機可以通過檢查所有選項來找到最佳的路線或選擇。這可能會涉及諸多的用途,比如尋找最具成本效益的貨運路線,以及最有效的開采自然資源的方法。

專家們表示,量子計算有潛力通過對分子進行全面建模來改變材料科學和藥物開發,它對相互關聯的依賴關系進行建模的能力則可以優化金融投資組合。

然而,網絡安全專家和情報機構擔心,數據安全加密系統將會被量子風暴摧毀。

從WhatsApp等即時通訊服務,到網上銀行、電子商務和安全網頁瀏覽,加密是一切的基礎。它使用RSA算法來打亂來自發送方的數據,并給接收方提供一個解密密鑰。這些算法基于數學函數,而這些函數在一個方向上容易計算,但很難反求。計算兩個大質數(素數)的乘積是容易的,但是分解大質數則非常困難。

伯明翰大學計算機科學學院高級講師克里斯托夫·佩蒂(Christophe Petit)表示,“如果是300位或400位數字,分解會很困難,即使是使用最大的計算機。沒有有效解決這個問題的方法,而加密技術正是依靠這種難度。”

由于量子計算機提供了額外的能量,像因式分解這樣的問題很容易擴展。佩蒂警告稱,“一旦大型量子計算機建成,我們今天使用的所有密碼技術都將不復存在。”

第一臺真正的量子計算機何時問世尚不確定。與全尺寸的商用計算機相比,制造具有量子性質的計算機還有很長的路要走,部分原因是量子計算機需要超低溫條件。

對加密技術的破解,可能會讓不法分子得以監視通信和數據——包括在軍事機構之間流動的機密情報——或者得以進入關鍵基礎設施和設施的后門。金融數據也嚴重依賴于易受攻擊的量子加密。

網絡安全公司Post-Quantum首席執行官Andersen Cheng指出,“要破解加密,你只需要一臺在實驗室條件下工作的量子計算機。” Andersen Chen將其比作制造引擎和變速箱,而不是制造一輛完整的汽車。他表示,“許多國家都在建造量子計算機,它們只需要一個工作引擎就能開始破解加密。”

“在公眾輿論中,人們說,要等到10到20年后,我們才能擁有第一臺完全商用的量子計算機。” Andersen Chen說道,“他們稱,在網絡安全領域,可能需要5到10年的時間,但在過去的兩年里,情報界已經開始感到擔憂。因為他們認為量子計算機將比我們所想象的要更早問世。”

包括美國國家安全局(NSA)、美國國家標準與技術研究院(NIST)在內的機構以及英國政府通訊總部在內的機構,都在致力于實現后量子網絡安全。

為了構建抗量子加密,網絡團隊會找出同時處理能力沒有優勢的問題類別。這些應該是已經被理解,但需要大量時間才能解決的問題。

基于網格的加密是IBM等公司探索的一種主要方法。它使用高維幾何結構來隱藏信息,沒有密鑰就無法攻克,即使對于量子計算機也是如此。Andersen Cheng表示,另一種技術則借鑒了衛星行業,在加密過程中會故意引入隨

機錯誤,使每次的輸出看起來都不一樣,即使加密的是相同的輸入。

幾十年來,一小部分網絡研究人員一直在探索后量子安全協議,但專家表示,我們需要加快前進步伐。“我們不僅希望在量子計算機問世時做好準備,而且希望提前20年就做好準備。”佩蒂表示,“我們應該在電子投票系統、醫療數據和飛機等領域推出未來幾十年都將安全的加密技術。即使20年后第一臺量子計算機才問世,從某種意義上說,我們也已經晚了。”


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