前途无量的量子计算怎样影响安全

发布时间：2021-11-11 12:48 所属栏目：53 来源：互联网

导读：虽然彻底改革安全协议为量子计算做准备可能还为时过早，另外目前还没有后量子(post-quantum)加密标准。后量子密码是能够抵抗量子计算机对现有密码算法攻击的新一代密码算法。所谓后，是因为量子计算机的出现，现有的绝大多数公钥密码算法(RSA、Diffie-Hellm

虽然彻底改革安全协议为量子计算做准备可能还为时过早，另外目前还没有后量子(post-quantum)加密标准。

　　后量子密码是能够抵抗量子计算机对现有密码算法攻击的新一代密码算法。所谓“后”，是因为量子计算机的出现，现有的绝大多数公钥密码算法(RSA、Diffie-Hellman、椭圆曲线等)能被足够大和稳定的量子计算机攻破，所以可以抵抗这种攻击的密码算法可以在量子计算和其之后时代存活下来，所以被称为“后量子密码”或“抗量子密码”。实现后量子密码算法主要有 4 种途径：

　　1、基于哈希 (Hash-based)：最早出现于 1979 年，主要用于构造数字签名。代表算法：Merkle 哈希树签名、XMSS、Lamport 签名等。

　　2、基于编码 (Code-based)：最早出现于 1978 年，主要用于构造加密算法。代表算法：McEliece。

　　3、基于多变量 (Multivariate-based)：最早出现于 1988 年，主要用于构造数字签名、加密、密钥交换等。代表方法/算法：HFE (Hidden Field Equations)、Rainbow (Unbalanced Oil and Vinegar (UOV) 方法)、HFEv- 等。

　　4、基于格(Lattice-based)：最早出现于 1996 年，主要用于构造加密、数字签名、密钥交换，以及众多高级密码学应用，如：属性加密 (Attribute-based encryption)、陷门函数 (Trapdoor functions)、伪随机函数 (Pseudorandom functions)、同态加密 (Homomorphic Encryption) 等。代表算法：NTRU 系列、NewHope (Google 测试过的)、一系列同态加密算法 (BGV、GSW、FV 等)。

　　如果你在过去几年里一直在跟踪量子加密安全技术趋势，你肯定听说过“量子计算”这个词，许多人将其称为计算技术的下一个前沿发展趋势。从理论上讲，计算机有可能超越当今最快的超级计算机的能力，从而导致许多新的初创公司将精力集中在量子计算领域。

　　但量子计算在当前状态下的实践性如何?其中有多少是炒作成分?量子技术的发展对安防行业意味着什么?为了回答这些问题，我们需要简要了解一下量子计算机的全部内容。

　　传统计算机，包括你最有可能用来阅读本文的计算机，是由硅芯片上的数百万(甚至数十亿)个微型晶体管构成的。这些计算机使用二进制数字或“位”来存储和处理数据，这些数字或“位”表示可以具有恰好一个值(0 和 1)的逻辑状态。这意味着每条数据都可以再现为完全相同的结果，这只是一个开关晶体管的问题。量子计算机依赖的不是位，而是量子位，这是用于量子信息的基本单位。

　　量子力学中存在某些在非量子世界中没有真正等效的属性，例如叠加，它基本上是指一个量子系统存在于不止一种状态。以电子为例，它可能是向上旋转，也可能是向下旋转，这种特性只有在我们测量电子时才能确定，这意味着它同时处于两种状态，或处于叠加状态。

（编辑：ASP站长网）