量子抗性密码学的崛起 – 为后量子世界做好准备 - The Daily Hodl

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数字世界正处于重大变革的边缘，因为量子计算的快速发展。

虽然这一突破性技术承诺提供前所未有的计算能力，但它也对当前的加密系统构成了重大威胁。

保护我们金融交易、通信和敏感数据的加密方法可能会变得过时。

这导致了量子抗性密码学的出现，这是一个关键领域，专注于保护数字资产免受基于量子的攻击。

理解量子威胁

经典加密方法，如RSA和ECC (椭圆曲线密码学)，依赖于复杂的数学问题，而传统计算机需要数千年才能解决这些问题。

然而，量子计算机利用肖尔算法，这可以在几小时甚至几分钟内破解这些加密。

这意味着一旦量子计算达到实用水平，许多今天的安全协议将不再可行。

开发后量子密码学解决方案的紧迫性从未如此高。

什么是量子抗性密码学

量子抵抗性，或PQC (后量子密码学)，是指旨在抵御量子计算机攻击的密码算法。

与传统加密不同，PQC 方法不依赖于整数分解或离散对数问题，这些问题易受量子攻击的影响。

相反，他们利用以下高级数学原理。

• 基于格的密码学 – 使用复杂的格结构，即使是量子计算机也很难解决。
• 基于哈希的密码学 – 依赖于密码哈希函数的安全性，这些函数对量子攻击保持抵抗力。
• 多变量多项式密码学 – 使用难以逆向工程的多变量方程。
• 基于代码的密码学 – 实施纠错代码以创建安全的加密方案。

采纳的紧迫性

全球各国政府和组织已经在为后量子时代做准备。

美国国家标准与技术研究院(正在标准化量子抗性算法，以取代当前的加密系统。

金融机构、医疗服务提供者和科技公司也在投资后量子安全措施，以确保其基础设施的未来安全。

一个主要的担忧是“现在收割，稍后解密”攻击的概念。

恶意实体今天可以收集加密数据，并在未来一旦量子计算变得足够强大时解密这些数据。

这使得尽早实施后量子密码学（PQC）变得至关重要，以保护敏感信息免受未来威胁。

当前市场趋势和统计数据

根据最近的 Allied Market Research 报告，全球量子密码市场在 2020 年的估值为 8900 万美元，预计到 2026 年将达到 2.14 亿美元，在预测期内年均增长率为 19.1%。

金融、医疗和政府等行业对网络安全解决方案的需求不断上升，推动了这一增长。

德勤的另一项研究估计，一旦量子计算机变得足够强大，互联网中超过25%的所有加密数据可能面临风险。

这一令人警醒的统计数据凸显了向后量子密码学方法转变的紧迫性。

实施PQC的挑战

尽管量子抗性密码学具有潜力，但它也面临着一系列挑战。

• 计算开销 – 一些后量子密码算法需要显著更多的处理能力，使它们在低功耗设备上效率较低。
• 兼容性问题 – 现有数字系统必须升级或重新设计，以适应新的加密方法。
• 标准化延迟 – 建立普遍接受的量子抗性算法的过程仍在进行中，减缓了广泛采用的速度。
• 迁移成本 – 过渡到后量子安全涉及在基础设施和培训方面的重大投资。

高风险行业

某些行业由于依赖于安全通信和数据保护，比其他行业更容易受到量子威胁。

• 金融服务 - 银行和支付处理器依赖加密进行交易。由于量子攻击导致的漏洞可能会导致金融混乱。
• 医疗保健 – 患者记录和医疗数据必须保密。量子计算可能会使得更容易突破这些数据库。
• 政府和国防 – 国家安全机构依赖加密安全来保护机密信息。
• 云计算 – 云存储提供商需要量子抗性加密，以确保数据在未来威胁中保持安全。

为后量子世界做准备的步骤

组织必须采取主动措施将后量子密码学（PQC）融入其网络安全策略中。

步骤包括以下内容。

• 识别当前系统中脆弱的加密方法。
• 将后量子密码算法测试并集成到应用程序中。
• 与网络安全专家和监管机构合作，以保持对新出现威胁的前瞻性。
• 教育利益相关者关于量子计算的风险以及加密转换的必要性。
• 在过渡阶段采用结合经典加密和抗量子加密的混合加密解决方案。

前方的道路

随着量子计算的不断进步，对抗量子计算的安全解决方案的竞争愈发激烈。

像IBM、谷歌和微软这样的公司正在大力投资于量子研究，这意味着打破当前加密标准的现实正在比预期更快地接近。

采取行动的必要性显而易见——组织必须优先考虑量子抗性密码学，以保护其数字基础设施。

结论

量子计算不再是遥远的未来——它是一个迫在眉睫的现实，需要立即关注。

向量子抗性密码学的转变不仅仅是一种选择，而是确保数字资产安全的必要措施。

企业、政府和个人必须立即采取行动，以保护他们的数据，以免量子计算机使当前加密技术失效。

网络安全的未来依赖于这一过渡，而那些今天做好准备的人将在后量子时代拥有显著优势。

有关后量子密码学的进一步阅读，请查看NIST的官方PQC项目。

Anuj Khurana是Oodles Blockchain的技术副总裁，专注于区块链的采用、去中心化创新和战略增长。他专注于扩展Web 3.0解决方案并建立高影响力的客户生态系统。