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用量子计算保护数据:你是选择观望还是成为“先尝螃蟹的人”?
新闻来源:安全牛
发布人:计算机安全协会
点击率:68
发布日期:2018.11.28

 是时候为大家澄清一个谬论了:量子计算仍然只是一种理论!事实很明显并非如此。如果你不相信,可以继续阅读此文。事实上,在理论物理学家Richard Feynman提出量子计算概念的50多年后,量子理论正一步步走进现实,目前量子计算已经完成了理论阶段,加之有开源的方法推动量子计算程序的开发,实现量子计算商业化已经并不遥远。

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D-Wave公司就首次向公众开放了其量子计算能力,超过100个早期应用程序(其中70%是在云中构建的)可以运行在量子计算机上,用于模拟天气模式和海啸,优化酒店广告展示,以及解决复杂的计算机网络问题等。

甚至科技巨头IBM也开始参与其中,推出了世界首个商用“通用”量子计算服务IBM Q系统,该系统建立在IBM的Quantum Experience的技术之上。虽然目前该技术尚不成熟,但是IBM将围绕其展开一项长远的战略规划。IBM认为,这个系统对发展未来量子机的市场至关重要,未来量子机器将可以解决传统计算机无法运行的复杂运算。云服务是创建有用量子计算机鏖战的最新进展。

除IBM外,对这项技术感兴趣的公司还包括微软、Alphabet、摩根大通、三星、巴克莱、戴姆勒股份公司以及橡树岭国家实验室等。例如,去年9月,微软就曾展示了其在拓扑量子位以及硬件软件生态系统开发方面取得的进展,发布了为驾驭规模化量子计算机而专门优化的新的编程语言,让开发者能够编写量子程序,在当前的量子模拟器上调试,并能够在未来真正的拓扑量子计算机上运行。

注意,这里只是列举了部分对该技术感兴趣的企业,并未细数想要获取该技术的国家。比如,中国就曾表示,它希望中国的量子计算能力可以在10年内达到全世界计算能力总和100万倍

无论是企业还是国家的发展事实都告诉我们,应该消除关于量子计算机的误解:它们是真实可行的,并且该技术已经不再局限于大学、国家实验室以及联邦政府。它们将切实地改变我们开展业务和日常事务的方式。

不过目前,至于这项技术究竟是好是坏还尚待观察

下面是关于量子计算的一些关键信息:它的计算能力将帮助我们解决(至少在我们有生之年可以实现)曾经被视为“无解”的数学问题。它快速处理数据的能力将为我们提供改变游戏规则的可能性。这也就意味着,该技术将能够为药物治疗、建筑材料、人工智能、天气预报、战争能力,当然还有数据保护等方面带来实质性的改变。

受量子计算能力影响的一个数据保护领域就是“加密”。随着量子计算的发展,加密技术以及利用加密技术保护的数字信息都面临着威胁。攻击者利用电脑破解加密文件归根结底只是时间问题。大多数现代加密系统,如 Diffie-Hellman 和 RSA,都是基于一个前提——让黑客计算很长的时间才能找到密钥。

由于量子计算并不按这个套路出牌,它不需要一次一次地进行组合,使用量子比特就可以一次就试遍所有的密码组合,几秒的时间就找出正确密钥,这也就导致使用传统公钥基础结构(PKI)的系统很容易崩溃。

除此之外,这也会极大地改变甚至威胁到我们的生活。试想一下,用于身份验证的所有(颁发给网站、电子邮件和数字签名)安全证书都可以轻易地被量子计算破解,我们又凭什么抵抗来自网络犯罪分子和敌对国家的入侵。

说到这里,可能会给大家一种“天要塌了”的感觉,所以在此要明确一下我的观点:我们并不是说“明天”就会发生这种加密灾难,但是我们确信这种灾难一定会在我们有生之年内发生。当然,这也是任何新技术都会面临的问题:时机!

所以说,你是选择坐观其变再确定下一步行动,还是在资源允许的情况下,成为该技术的早期采用者?以下是一些可能有助于你做出最终决定的想法:

如果贵公司不是一家数据依赖型企业,那么未来几年在您选择“观望”时,您将会非常安全。等到您担心量子计算的时候,说明您可能已经遭受了更能直接影响您的其他障碍。

但是,如果贵公司是一家数据依赖型企业——比如持有并使用大量个人身份信息的银行、金融机构或组织——那么,您可能会希望成为首批“量子列车”的持票人之一。注意,如果你过去有一直追踪这方面消息的话,你应该知道已经有多趟“列车”(这里指量子计算方面的研究成果)已经驶出了车站。

其中一个与加密相关的量子成果就是量子密钥分配(QKD)。这是一个有趣的概念,这个过程依靠的是量子力学的物理定律,而不是通常密钥分配所依赖的计算复杂度,从而让密码系统的安全性提高到了一个新的高度。

迄今为止,QKD在理论上和实验上都取得了很大的进展,世界上众多研究小组研制的实际系统无论密钥传输速率、传输距离还是系统稳定性方面都有了大的突破,而少数公司也开始提供商业的点到点QKD设备。

它虽然并不是准确意义上的量子计算,但是至少你正在使用量子物理来帮助阻止潜在的未来量子计算攻击,这已经算是很酷的尝试了。新技术的出现总是需要时间的验证,试想一下,20年前,你的家用电脑有56.6 kbit / s的速度都已经很了不起了,再看看经过20年的发展,现在你的电脑速度达到了多少?

同样地,我们也要给量子计算20年时间,这并不是很长一段时间,毕竟一切发展都需要有一个开始,网络银行的首次尝试始于20世纪80年代初,到了2001年,美国银行已经有近300万人使用在线银行业务。换句话说,变化发生地异常迅猛!

因此,虽然我们对于量子计算的未来仍然处于未知的状态,但是如果贵公司是一家数据密集型企业,并且计划在未来几年内使用并保留这些数据,那么建议您需要重新开始考虑新的加密形式,以替代现行的加密方式

 

 

 

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