波士頓科學(xué)公司John L Sullivan：隨著量子計算被采用 量子攻擊可能隨之而來

北京時間11月9日消息（余予）波士頓科學(xué)公司首席安全和彈性官John L Sullivan日前在Forbes上發(fā)表觀點。他表示，量子計算有望成為自集成電路發(fā)明以來信息處理領(lǐng)域最大的飛躍，但它的強大功能也引發(fā)了人們對其對網(wǎng)絡(luò)安全影響的擔(dān)憂。

按照目前的發(fā)展速度，量子計算可能很快就會被采用。但同時，考慮到相關(guān)數(shù)據(jù)的價值，量子攻擊很可能會在幾乎同一時間到來。在任何系統(tǒng)投入使用之前，組織都需要具備有效的量子安全措施。

以下為觀點原文：

量子計算有望成為自集成電路發(fā)明以來信息處理領(lǐng)域最大的飛躍，但它的強大功能也引發(fā)了人們對其對網(wǎng)絡(luò)安全影響的擔(dān)憂。量子計算方法對許多行業(yè)和部門來說是一個福音，但同時，它能夠輕松破解當(dāng)前的加密標(biāo)準(zhǔn)，除非采用有效的“防量子”加密方法，否則暴露的數(shù)據(jù)和通信將毫無用處。

當(dāng)處理敏感信息的機構(gòu)采用量子計算時，威脅可能會隨之而來。例如，主要金融機構(gòu)正在考慮使用量子技術(shù)加速其數(shù)據(jù)分析和交易。同時，能夠利用所有這些數(shù)據(jù)的量子攻擊可能會帶來災(zāi)難性的后果。

家門口的量子

就計算機的投資和開發(fā)而言，盡管它還沒有為讓人們隨身攜帶做好準(zhǔn)備，但經(jīng)過多年從理論到測試再到在嚴(yán)格控制的環(huán)境中演示，量子計算似乎已經(jīng)準(zhǔn)備好占據(jù)中心舞臺。IBM、谷歌和微軟在內(nèi)的知名IT巨頭已經(jīng)在量子計算項目上投入了大量資金，D-Wave等其他一些公司也在尋求在這一被視為計算的下一個前沿領(lǐng)域留下自己的印記。

霍尼韋爾量子解決方案公司(HQS)和劍橋量子計算公司(CQC)最近宣布合作成立全球最大的獨立量子計算公司，并表示希望該公司在未來三十年在這一市值達1萬億美元的行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。

與此同時，學(xué)術(shù)機構(gòu)也在探索量子的可能性。據(jù)《哈佛公報》報道，美國哈佛大學(xué)—麻省理工學(xué)院超冷原子中心領(lǐng)導(dǎo)的國際物理學(xué)家團隊最近在大規(guī)模量子機器方面取得了進展，開發(fā)出了一種特殊類型的量子計算機——可編程量子模擬器，其能運行256個量子比特；今年6月，瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的OpenSuperQ項目推動了這一進程，該項目推出了一種新型溫度計，能夠準(zhǔn)確測量量子計算所需的極低溫度（接近絕對零度）。

強大武器落入壞人之手

然而，與對量子計算可能性的熱情同時出現(xiàn)的還有對量子可能在犯罪組織或敵對民族國家手中造成的危害的擔(dān)憂。西方公司和學(xué)術(shù)機構(gòu)并不是唯一追求這項技術(shù)的人。

中國、俄羅斯和其他國家正在為率先實現(xiàn)量子里程碑進行大量投資。中國研究人員最近公布了其最新的速度最快的量子計算機“祖沖之”，其打破了谷歌Sycamore量子計算處理器保持的計算記錄。

這種技術(shù)發(fā)展出新的趨勢，幾十年來一直是超級計算世界的常規(guī)特征，正穩(wěn)步推動量子計算走向?qū)嶋H應(yīng)用。量子計算機最終將取代當(dāng)今最強大的超級計算機所使用的順序方法，快速完成破解加密等困難的任務(wù)。此前，谷歌Sycamore量子計算處理器創(chuàng)造了最近被中國打破的記錄，即在200 秒內(nèi)完成了一項計算，這在當(dāng)時，世界上最快的超級計算機需要1萬年時間才能完成。同樣，在蠻力攻擊中破解AES-256等強加密標(biāo)準(zhǔn)所需的時間將從傳統(tǒng)計算的數(shù)年減少到量子計算的數(shù)天、數(shù)小時甚至數(shù)秒。

因此，隨著對量子領(lǐng)導(dǎo)地位的競爭，開發(fā)針對量子黑客攻擊的保護措施的競賽也在升溫。

量子證明安全

為聯(lián)邦政府制定加密標(biāo)準(zhǔn)的美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所啟動了一項后量子密碼學(xué)計劃，以尋找抗量子密碼算法。

CQC最近與霍尼韋爾合作開發(fā)了一種據(jù)說不可破解的密鑰，其結(jié)合霍尼韋爾的量子計算機，可以保護企業(yè)、政府和私人環(huán)境中的數(shù)據(jù)和通信。同時，牛津量子電路公司（Oxford Quantum Circuits）也開發(fā)了一個使用量子計算生成密鑰的平臺，該公司稱，密鑰無法被黑客入侵。

使用量子計算來防御基于量子的攻擊，本質(zhì)上是以火攻火；而另一種量子防護數(shù)據(jù)和通信的方法基于多維格的安全性，就像Code-X 最近宣布的那種。

它占用空間小、基于格的方法而不使用密鑰或攻擊者熟悉的數(shù)學(xué)格式，從而使攻擊鏈無從開始。同時，這一方法跨越5個維度：分割、多路徑、水印、身份驗證和變化測量，讓攻擊者在黑暗中工作并使他們可能訪問的任何數(shù)據(jù)都無法破譯。除此之外，它還可以在AES-256等現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)下運行，利用這些標(biāo)準(zhǔn)來掩蓋自己的存在。

Code-X的技術(shù)經(jīng)過概念化和構(gòu)建，比網(wǎng)絡(luò)犯罪分子和其他對手領(lǐng)先一步。當(dāng)被問及是什么加速了Code-X及其多維數(shù)據(jù)保護方法的必要時，創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Darren LaCroix在接受采訪時提到需要管理分散在不同平臺之外的數(shù)據(jù)，“另一個是攻擊的增加以及我們民族國家對手的明顯漏洞。公眾開始意識到我們的民族國家對手正在攻擊商業(yè)財產(chǎn)和公民。”

目前，Code-X尚未對量子攻擊進行過測試，但其多維方法可能會被證明是對試圖打破其保護的量子計算機的有效防御。

美國網(wǎng)絡(luò)司令部前副司令Vincent Stewart中將（已退役）表示，“Code-X從與其他公司完全不同的角度處理網(wǎng)絡(luò)安全問題。通過其獨特的架構(gòu)和設(shè)計，Code-X提供了一種真正新穎的加密方式和身份驗證解決方案，可以解決當(dāng)今最復(fù)雜的數(shù)據(jù)安全挑戰(zhàn)，同時讓組織為應(yīng)對未來的威脅做好準(zhǔn)備。”

按照目前的發(fā)展速度，量子計算可能很快就會被采用?？紤]到相關(guān)數(shù)據(jù)的價值，量子攻擊很可能會在幾乎同一時間到來。在任何系統(tǒng)投入使用之前，組織都需要具備有效的量子安全措施。

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