11 月 22 日消息，據國外媒體報道，隨著(zhù)量子計算技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)家們擔心數據安全未來(lái)會(huì )受到威脅。構建量子安全加密的競賽正在進(jìn)行。

谷歌的 CEO 桑德?tīng)?middot;皮查伊(Sundar Pichai)與 Sycamore 量子計算機

　　當谷歌表示，它已經(jīng)超越了傳統超級計算機的性能，實(shí)現了“量子霸權”時(shí)，專(zhuān)家們的反應既興奮又擔憂(yōu)，他們擔心下一代計算可能會(huì )影響到從醫學(xué)到金融投資組合優(yōu)化的一切。

　　10 月，該科技巨頭稱(chēng)，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(wàn)年才能完成的任務(wù)，盡管 IBM 等公司對這種量級提出了質(zhì)疑。

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

　　專(zhuān)家們表示，量子計算有潛力通過(guò)對分子進(jìn)行全面建模來(lái)改變材料科學(xué)和藥物開(kāi)發(fā)，它對相互關(guān)聯(lián)的依賴(lài)關(guān)系進(jìn)行建模的能力則可以?xún)?yōu)化金融投資組合。

　　然而，網(wǎng)絡(luò )安全專(zhuān)家和情報機構擔心，數據安全加密系統將會(huì )被量子風(fēng)暴摧毀。

　　從 WhatsApp 等即時(shí)通訊服務(wù)，到網(wǎng)上銀行、電子商務(wù)和安全網(wǎng)頁(yè)瀏覽，加密是一切的基礎。它使用 RSA 算法來(lái)打亂來(lái)自發(fā)送方的數據，并給接收方提供一個(gè)解密密鑰。這些算法基于數學(xué)函數，而這些函數在一個(gè)方向上容易計算，但很難反求。計算兩個(gè)大質(zhì)數(素數)的乘積是容易的，但是分解大質(zhì)數則非常困難。

　　伯明翰大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)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(huì )很困難，即使是使用最大的計算機。沒(méi)有有效解決這個(gè)問(wèn)題的方法，而加密技術(shù)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(wèn)題很容易擴展。佩蒂警告稱(chēng)，“一旦大型量子計算機建成，我們今天使用的所有密碼技術(shù)都將不復存在。”

　　第一臺真正的量子計算機何時(shí)問(wèn)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(zhì)的計算機還有很長(cháng)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(shù)的破解，可能會(huì )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(dòng)的機密情報——或者得以進(jìn)入關(guān)鍵基礎設施和設施的后門(mén)。金融數據也嚴重依賴(lài)于易受攻擊的量子加密。

　　網(wǎng)絡(luò )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(shí)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(chē)。他表示，“許多國家都在建造量子計算機，它們只需要一個(gè)工作引擎就能開(kāi)始破解加密。”

　　“在公眾輿論中，人們說(shuō)，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(shuō)道，“他們稱(chēng)，在網(wǎng)絡(luò )安全領(lǐng)域，可能需要 5 到 10 年的時(shí)間，但在過(guò)去的兩年里，情報界已經(jīng)開(kāi)始感到擔憂(yōu)。因為他們認為量子計算機將比我們所想象的要更早問(wèn)世。”

　　包括美國國家安全局(NSA)、美國國家標準與技術(shù)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(shí)現后量子網(wǎng)絡(luò )安全。

　　為了構建抗量子加密，網(wǎng)絡(luò )團隊會(huì )找出同時(shí)處理能力沒(méi)有優(yōu)勢的問(wèn)題類(lèi)別。這些應該是已經(jīng)被理解，但需要大量時(shí)間才能解決的問(wèn)題。

　　基于網(wǎng)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(lái)隱藏信息，沒(méi)有密鑰就無(wú)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(shù)則借鑒了衛星行業(yè)，在加密過(guò)程中會(huì )故意引入隨機錯誤，使每次的輸出看起來(lái)都不一樣，即使加密的是相同的輸入。

　　幾十年來(lái)，一小部分網(wǎng)絡(luò )研究人員一直在探索后量子安全協(xié)議，但專(zhuān)家表示，我們需要加快前進(jìn)步伐。 “我們不僅希望在量子計算機問(wèn)世時(shí)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(lǐng)域推出未來(lái)幾十年都將安全的加密技術(shù)。即使 20 年后第一臺量子計算機才問(wèn)世，從某種意義上說(shuō)，我們也已經(jīng)晚了。”
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