世上沒有量子電腦破解不了的密碼!美國科學家提出 2 個關鍵資安建議

物理學家費曼(Richard Feynman)首先在 1982 年提出量子電腦的概念,12 年之後,數學家 Peter Shor 建立了演算法,讓量子電腦的運算速度超越傳統電腦之後,受到更多科學家的重視。

經過了大約 20 年的發展,量子電腦開始從實驗室進入商用階段。量子電腦的運算速度是傳統電腦的 545 兆倍,它可應用於新藥研發、人工智慧等多個場域;然而,它也可以在幾秒鐘的時間內,破解破解現有的公鑰系統,威脅資安。對此,很多美國電腦科學家提出因應建議,美國政府也撥款,資助量子電腦的研究。

為什麼量子電腦運算快?

量子電腦是用量子位元(qubit)運算的電腦。傳統電腦是用二進位的位元(bit)運算,它只有兩個狀態:0 和 1 。不是 0 就是 1 ,非黑即白,不會有其他狀態。

然而量子位元卻有介於 0 和 1 之間的狀態。根據薛丁格的理論,在一個系統被觀測之前,它的狀態不會是個確切的數值,而是機率函數的疊加狀態。這個理論是量子力學的基石,也是量子電腦的原理。量子電腦的位元會是 0 和 1 的機率疊加狀態,這讓量子電腦有更多元的狀態可以做運算,因此運算速度加快。

量子電腦可以在幾秒鐘內,破解現有的公鑰密碼

目前量子電腦的運算速度是傳統電腦的 545 兆倍,它的應用廣泛,不只用於運算,也可以用於感測,應用在科學研究、新藥研發、生產製造等多個領域,提升人工智慧的效能,強化產線的品質以及供應鏈的精確度等等。

然而,它也可以在幾秒鐘的時間內,破解現有的公鑰系統密碼,包含比特幣等加密貨幣的數位簽章。若被破解,個資將被盜取或竄改,造成資安的威脅;如果破解的是運輸系統、電廠、軍用設施,人身安全則會受到極大危害。

美國專家建議:建立量子加密技術、政府資助量子電腦研究

因此,許多美國專家建議,要儘速建立量子加密技術以保障資安,防範密碼遭到破解。IBM 量子加密技術研究經理 Michael Osborne 表示:「不管是汽車、飛機還是電廠,只要是未來幾十年內運作的系統,都需要具備量子加密技術。」

專家也建議美國政府資助量子電腦的研究,因為在現階段,量子電腦還需要一段時間才可以在商業中獲利,然而目前的相關研究都是由私人單位資助的,如果沒有獲利,研究計畫很容易中斷。報告指出:「如果量子電腦商用化失敗,政府的資助可以預防量子電腦的研究與開發中斷。」

此外,美國以外的其他國家也在量子電腦領域投入大量的研究,如果他們有心攻擊,美國必須要有防禦能力。

美國政府也開始重視量子電腦的發展。目前有個關於資助的法案已經通過眾議院,但參議院還在審理。如果通過,研發量子電腦的單位將得到資助。

量子電腦是世界趨勢,許多國家投入大筆資金研發,它會顛覆許多產業,離我們的日常生活也不遠了。現在我們該為量子資安議題做準備了。

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參考資料來源:
1.《Gizmodo》:〈We Must Prepare Now For Quantum Attacks, National Academy Of Sciences Warns
2.《新電子》:〈 量子電腦掀資安危機 演算法/安全晶片雙管齊下
3.《CTimes》:〈 量子電腦將成資安新威脅 業界開始強化加密演算法
(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:Pixabay

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