量子抗性密碼學的崛起 – 為後量子世界做好準備 - The Daily Hodl

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數字世界正處於重大變革的邊緣，因為量子計算的快速發展。

雖然這一突破性技術承諾提供前所未有的計算能力，但它也對當前的加密系統構成了重大威脅。

保護我們金融交易、通信和敏感數據的加密方法可能會變得過時。

這導致了量子抗性密碼學的出現，這是一個關鍵領域，專注於保護數字資產免受基於量子的攻擊。

理解量子威脅

經典加密方法，如RSA和ECC (橢圓曲線密碼學)，依賴於複雜的數學問題，而傳統計算機需要數千年才能解決這些問題。

然而，量子計算機利用肖爾算法，這可以在幾小時甚至幾分鐘內破解這些加密。

這意味著一旦量子計算達到實用水平，許多今天的安全協議將不再可行。

開發後量子密碼學解決方案的緊迫性從未如此高。

什麼是量子抗性密碼學

量子抵抗性，或PQC (後量子密碼學)，是指旨在抵禦量子計算機攻擊的密碼算法。

與傳統加密不同，PQC 方法不依賴於整數分解或離散對數問題，這些問題易受量子攻擊的影響。

相反，他們利用以下高級數學原理。

• 基於格的密碼學 – 使用複雜的格結構，即使是量子計算機也很難解決。
• 基於哈希的密碼學 – 依賴於密碼哈希函數的安全性，這些函數對量子攻擊保持抵抗力。
• 多變量多項式密碼學 – 使用難以逆向工程的多變量方程。
• 基於代碼的密碼學 – 實施糾錯代碼以創建安全的加密方案。

採納的緊迫性

全球各國政府和組織已經在為後量子時代做準備。

美國國家標準與技術研究院(正在標準化量子抗性算法，以取代當前的加密系統。

金融機構、醫療服務提供者和科技公司也在投資後量子安全措施，以確保其基礎設施的未來安全。

一個主要的擔憂是“現在收割，稍後解密”攻擊的概念。

惡意實體今天可以收集加密數據，並在未來一旦量子計算變得足夠強大時解密這些數據。

這使得儘早實施後量子密碼學（PQC）變得至關重要，以保護敏感信息免受未來威脅。

當前市場趨勢和統計數據

根據最近的 Allied Market Research 報告，全球量子密碼市場在 2020 年的估值為 8900 萬美元，預計到 2026 年將達到 2.14 億美元，在預測期內年均增長率為 19.1%。

金融、醫療和政府等行業對網絡安全解決方案的需求不斷上升，推動了這一增長。

德勤的另一項研究估計，一旦量子計算機變得足夠強大，互聯網中超過25%的所有加密數據可能面臨風險。

這一令人警醒的統計數據凸顯了向後量子密碼學方法轉變的緊迫性。

實施PQC的挑戰

儘管量子抗性密碼學具有潛力，但它也面臨著一系列挑戰。

• 計算開銷 – 一些後量子密碼算法需要顯著更多的處理能力，使它們在低功耗設備上效率較低。
• 兼容性問題 – 現有數字系統必須升級或重新設計，以適應新的加密方法。
• 標準化延遲 – 建立普遍接受的量子抗性算法的過程仍在進行中，減緩了廣泛採用的速度。
• 遷移成本 – 過渡到後量子安全涉及在基礎設施和培訓方面的重大投資。

高風險行業

某些行業由於依賴於安全通信和數據保護，比其他行業更容易受到量子威脅。

• 金融服務 - 銀行和支付處理器依賴加密進行交易。由於量子攻擊導致的漏洞可能會導致金融混亂。
• 醫療保健 – 患者記錄和醫療數據必須保密。量子計算可能會使得更容易突破這些數據庫。
• 政府和國防 – 國家安全機構依賴加密安全來保護機密信息。
• 雲計算 – 雲存儲提供商需要量子抗性加密，以確保數據在未來威脅中保持安全。

為後量子世界做準備的步驟

組織必須採取主動措施將後量子密碼學（PQC）融入其網絡安全策略中。

步驟包括以下內容。

• 識別當前系統中脆弱的加密方法。
• 將後量子密碼算法測試並集成到應用程序中。
• 與網絡安全專家和監管機構合作，以保持對新出現威脅的前瞻性。
• 教育利益相關者關於量子計算的風險以及加密轉換的必要性。
• 在過渡階段採用結合經典加密和抗量子加密的混合加密解決方案。

前方的道路

隨著量子計算的不斷進步，對抗量子計算的安全解決方案的競爭愈發激烈。

像IBM、谷歌和微軟這樣的公司正在大力投資於量子研究，這意味著打破當前加密標準的現實正在比預期更快地接近。

採取行動的必要性顯而易見——組織必須優先考慮量子抗性密碼學，以保護其數字基礎設施。

結論

量子計算不再是遙遠的未來——它是一個迫在眉睫的現實，需要立即關注。

向量子抗性密碼學的轉變不僅僅是一種選擇，而是確保數字資產安全的必要措施。

企業、政府和個人必須立即採取行動，以保護他們的數據，以免量子計算機使當前加密技術失效。

網絡安全的未來依賴於這一過渡，而那些今天做好準備的人將在後量子時代擁有顯著優勢。

有關後量子密碼學的進一步閱讀，請查看NIST的官方PQC項目。

Anuj Khurana是Oodles Blockchain的技術副總裁，專注於區塊鏈的採用、去中心化創新和戰略增長。他專注於擴展Web 3.0解決方案並建立高影響力的客戶生態系統。