随着技术的进步,很多问题得以解决:在所有当前出现的技术中,量子计算这种革新技术的革命潜力可能处于榜首。其产生的破环性,特别是对加密技术来说,简直是一场五级特大风暴。

量子计算在给我们带来利益的同时也带来了挑战-量子客

科技进步是一把双刃剑,除了给人类带来便利之外,它也具有破坏性,对现状产生负面影响,有时会立即使我们的生活方式和业务被淘汰。技术革新程度越高,这种破坏性就越大。

  量子计算的理论

曾经在科幻小说中,量子计算机从根本上改变了计算方式,它似乎更像魔术而不是科学。事实上,量子计算机使用的是量子比特取代了传统计算机中的线路。现在的经典计算机中的电路以“0”和“1”的二进制方式处理数据,而量子比特可处于“0”态、“1”态以及两者的叠加态,这使得量子计算机可以进行并行计算,大幅提高计算能力。简单来说,经典计算机需要一次一个地去尝试每一种可能性,而量子计算机可以同时尝试所有可能性,从而在短时间内找出最佳的解决方案。

目前,实现量子计算机的唯一阻碍是物理工程挑战,政府和私营部门的许多人都在努力克服这些挑战。

  量子计算促进加密保护

随着量子计算技术的进步,保护数字信息的数字技术受到了严重威胁。现在,破解加密的主要障碍是使用数字计算机来破解加密文件需要过多时间。大多数现代加密系统,如Diffie Hellman和RSA,都是基于这样的前提,黑客需要花费过多时间来执行破解加密密钥所需的数学计算。

但是量子计算并不遵循这些规则。它不需要一次尝试一个组合。通过使用量子比特,它可以同时尝试每一个组合,然后在几秒钟内呈现“正确”的解决方案。未来的量子计算破解现有加密技术,就像用铁锤砸破鸡蛋一样简单。目前,其唯一的障碍就是现有量子计算机的量子比特和保真度有限,相关技术正在稳步推进发展。

NIST的科学家们已经发现了这一威胁。该机构的一份报告明确指出了量子计算将对加密技术的威胁。报告指出,“如果大规模通用量子计算机问世,它们将能够打破目前使用的多种公钥密码体制”。NIST的唯一解决方案是“现在开始准备武装我们的信息安全系统,以抵抗量子计算。”

然而黑客并不会继续等待。潜在的攻击者现在正在窃取加密数据,期望量子计算机能在不久的将来让他们破解这些加密保护。去过现在不采取适当的数据保护,一旦量子计算机可用,你的数据就有可能迅速被盗。

  量子世界中的数据保护

量子计算机威胁加密的问题仍在不断发酵。很少有人能完全理解这个问题的影响有多大,而且也很少有人知道该如何应对即将到来的危机。然而,有一些创新者正按照NIST的建议来为即将到来的风暴做准备。

大多数解决方案涉及使用量子计算,或者至少是量子力学,试图创建一个量子计算机无法破解的安全加密方案。因此,后量子密码术与现在典型的AES加密有所区别。

比如,卢森堡的卫星运营商SES正在致力于建立量子密码通信系统(Quartz),这将是用于地理分散网络的加密密钥分发的未来发展的新平台。基于卫星的量子秘钥分发系统使用太空的光子来保护加密密钥。

IBM研究人员正在开发一种基于数学晶格的新加密方案,其数据隐藏在复杂的代数结构中。这种方案的设计初衷是为了防止量子计算机使用它们“并行”的解密能力,通过在原始问题后面分层更复杂的加密,使得整个晶格不能同时被探测。

同时,一个名为 Quantum Xchange的新上市公司开发了一种使用量子密钥分发技术(QKD)的方法,以构建首个全国性的安全文件传输网络,该公司下一步计划将该网络扩大到全世界范围。这种方法的特点在于加密秘钥的产生是基于不可破坏的量子现象。与其他正在开发中的解决方案不同,量子Xchange网络不仅已经可用,而且还弥补了现代加密固有的缺点,解决了加密数据即将在不久的将来被量子计算机所破解威胁。

量子计算所引发的混乱时代即将到来,但面对数据安全威胁,我们不会束手无策。当其他人在量子破坏的海洋中惊慌失措或溺水的时候,通过提前投资于适当的防御机制,那些早有准备的人可以保持冷静并保护他们的关键数据。