量子计算与量子信息
在过去的几年中，一种新型的计算机问世了：量子计算机。 可以说这是第六种计算机：
人类：在出现人造计算机之前，人们经常使用。 从事这项工作的人被称为“计算机”。
机械类似物：这些是诸如Antikythera机构 ，星盘或计算尺之类的设备。
机械数字：在这一类别中，我会列举所有允许离散数学但不使用电子进行实际计算的事物：算盘，Babbage的差分引擎等。
电子模拟：其中许多是为军事用途而发明的，例如炸弹瞄准器，瞄准枪等。
电子数字：我将在这里大步向前，将Colossus表征为第一台电子数字计算机1 ：基本上，这些就是我们今天用于从手机到超级计算机的任何东西。
量子计算机：这些计算机即将问世，并且与前几代产品根本不同。
什么是量子计算？
量子计算使用量子力学中的概念来允许与我们在“经典计算”中使用的类型截然不同的计算类型。 我什至不打算解释，因为我知道我会做的很糟糕，所以我建议您尝试以类似Wikipedia的定义作为起点。 对我们而言，重要的是要了解，量子计算机使用量子位来进行计算，并且对于相当多种类型的数学算法以及计算操作而言，它们可以比传统计算机更快地解决问题。
什么是“快得多”？ 快得多：快几个数量级。 在某些情况下，使用经典计算机可能要花费数年或数十年的时间才能完成计算。 令人印象深刻，是吗？ 和吓人。 因为量子计算机应该擅长解决的问题之一就是即使没有密钥也要解密加密的消息。
这意味着拥有足够强大的量子计算机的人应该能够读取您当前和过去的所有消息，解密所有存储的数据以及伪造的数字签名。 这是大事吗？ 是。 您是否希望J.Random Hacker能够假装他们是您的银行？ 2您是否希望在区块链上的交易在梅菲尔（Mayfair）被出售给您的一间10卧室的豪宅被“纠正”为在滨海韦斯顿的床位？ 3
一些好消息
这些都是可怕的东西，但是有各种各样的好消息。
首先，为了使所有这些工作都能完成，您需要一台运行大量量子比特的量子计算机，事实证明这很困难。 4普遍的共识是，我们还需要几年的时间才能拥有足够“大”的量子计算机来对传统的加密算法造成严重破坏。
第二点是，即使有足够数量的量子位来攻击我们现有的算法，您仍然需要更多的量子位来进行纠错。
第三点是，尽管有理论模型可以说明如何攻击我们现有的某些算法，但实际上，使它们发挥作用比您或我5所期望的要困难得多。 实际上，有些攻击可能不可行，或者需要花费比我们担心更多的时间才能完善。
第四点是，有一些聪明的人正在设计抗量子计算的算法（有时称为“后量子算法”），一旦经过测试并成为新的加密技术，我们至少可以将其用于新加密。货源充足。
总而言之，实际上，有很多专家认为，我们不应过分担心量子计算在未来五年甚至十年内会破坏我们的加密。
还有一些坏消息
然而，这并不全是乐观。 有两个问题值得我关注。
人们仍在设计和推出不考虑该问题的系统。 如果您要使用的系统可能已经使用了或更长时间，或者正在加密或签名必须在这些时间段内保持机密或可归因的数据，那么您应该考虑量子的可能影响在您的系统上进行计算。
一些新的抗量子计算的算法是专有的。 这意味着当您和我要开始实施旨在抵抗量子计算的系统时，我们将为此付出代价。 我大力支持开放源代码，尤其是开放源代码加密技术 ，而我最大的担心是我们将无法对这些内容进行开放源代码，更糟糕的是，在创建新协议标准时– -事实还是通过标准机构-他们将选择专有算法，这些算法排除使用开放源代码的目的，无论是有意，无知还是因为没有其他好的替代方法。
该怎么办？
幸运的是，您可以做一些事情来解决上述两个问题。 首先是在设计系统时考虑和计划量子计算可能对其产生的影响。 通常-很多时候-您现在不需要实施任何显式的操作（鉴于当前的最新状态，可能很难实现），但是您至少应包含加密敏捷性的概念 ：设计协议和系统您可以根据需要交换算法。 7
第二个是号召性武器：参与开源运动，并鼓励您认识的与密码学有任何关系的每个人集会，以寻求开放标准并研究非专有的，抗量子计算的算法。 这是我要做的事，而且压力和游说与研究本身同样重要。
我认为称其为第一台电子可编程计算机是公平的。 我知道以前有一些非可编程的，有些声称ENIAC，但是我没有空间或精力在这里争论这个问题。
2.不
3.参见2 。 顺便说一句，请不要误会我的意思—我在滨海韦斯顿附近长大，这确实有发展的余地，但这并不是梅菲尔。
4.并且，如果量子物理学家说某件事很困难，那么在我看来，那很难。
5.我假设我们俩都不是量子物理学家或数学家。 6
6.我绝对不是。
7.不仅仅是因为量子计算的原因：我们现有的一些经典算法很有可能会落入其他非量子攻击，例如新的数学方法。
本文最初发表于爱丽丝，夏娃和鲍勃 ，经作者许可转载。
翻译自: /article/19/1/will-quantum-computing-break-security
量子计算与量子信息
