量子計算機無可比擬的計算能力,，給密碼學界帶來了種種隱憂,。在量子計算面前，加密技術(shù)可能會敗下陣來,。因而有業(yè)內(nèi)人士表示,，如果有人利用量子計算機作惡,，當前的加密措施很可能形同虛設(shè)，難以起到有效的防護作用,。

就在不久前,，黑莓公司宣布開發(fā)出具有“量子抗性”的數(shù)字簽名，并表示要把這項技術(shù)添加到加密工具中,。數(shù)字簽名是一種除原始作者外，任何人都不能更改軟件內(nèi)容的加密方法,。

所謂“量子抗性”數(shù)字簽名,，抗的就是量子計算。這一技術(shù)的推出,，顯示出量子計算已經(jīng)對現(xiàn)有的加密方式產(chǎn)生了威脅,。那么，這種威脅是如何產(chǎn)生的,？該“量子抗性”數(shù)字簽名的技術(shù)原理又是什么,？

新舊博弈，量子計算潛力遠超傳統(tǒng)計算

數(shù)據(jù)加密的基本過程是,，對原文和加密密鑰以某種算法進行處理,，從而獲得一段不可讀的代碼，即為密文,，此為加密過程,。當密文經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸給收信方，收信方可通過解密密鑰和加密算法的逆運算,，解密算法,，使密文轉(zhuǎn)變成原本的明文內(nèi)容，此為解密過程,。無論是加密還是解密過程,，其中都涉及大量的計算工作。

當前,，密碼體制分為對稱式和非對稱式兩類,。若加密密鑰和解密密鑰相同，其為對稱密碼體制,。該技術(shù)的特點是算法公開,、加密效率高，但安全性低,。若加密密鑰和解密密鑰不同,，則為非對稱密碼體制。在傳輸過程中,，加密密鑰可被公開,，而解密密鑰則被收信方單獨持有,。

“量子計算不同于傳統(tǒng)的計算方式，傳統(tǒng)計算是基于0和1的二維計算,，而量子則可實現(xiàn)N維并行運算,，在運算效率方面的潛力大大超過傳統(tǒng)計算方式?！睗O翁信息技術(shù)股份有限公司總裁郭剛在接受科技日報記者采訪時說,。

“量子計算速度非常快,，一旦量子計算機開始被大規(guī)模使用,，就能輕易破解一些加密算法，使其喪失防護能力,?！惫鶆傉f。

曾有研究人員計算過,，分解一個二進制位數(shù)為100的數(shù)N,，假設(shè)量子計算機和經(jīng)典計算機的運算速度均是1010次/秒，由于量子計算能夠進行并行運算,，每次量子運算可一并處理2100個數(shù)據(jù),。因此，最終結(jié)果：經(jīng)典計算機用時為1027秒,，量子計算機用時僅為10-10秒,。

直面挑戰(zhàn)，以其人之道還治其人之身

在郭剛看來,，量子計算技術(shù)未來一定會趨于成熟,，科研人員也正在針對量子計算的威脅，設(shè)計與之抗衡的加密算法,，從多維度保護數(shù)據(jù)安全,，“以其人之道，還治其人之身”,。

密碼研究者發(fā)現(xiàn),，目前量子算法并不能對所有加密算法都形成沖擊。比如涉及到格基向量,、非線性方程組等計算方式的加密算法,，在面對量子計算挑戰(zhàn)時就能做到“穩(wěn)如泰山”。在運算求解這些問題時,，與傳統(tǒng)計算方式相比,，量子計算并無明顯優(yōu)勢。

此番黑莓公司提出的“量子抗性”數(shù)字簽名就是一個典型的例子?！霸摷夹g(shù)可能采用了對量子計算‘免疫’的算法,，因而量子計算對其不起作用，故可以做到除原始作者外任何人都無法篡改軟件內(nèi)容,?！惫鶆偙硎尽?/p>

可以預(yù)見,，量子計算將會對人工智能,、材料設(shè)計、藥物合成等領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響,，也會給傳統(tǒng)密碼學帶來沖擊,。不過，隨著抗量子密碼體制的逐漸崛起,，一股與之抗衡的力量也在潛滋暗長，為維護網(wǎng)絡(luò)安全貢獻力量,。