量子计算威胁RSA加密，量子安全密码学崛起

量子计算威胁RSA加密，量子安全密码学崛起

随着量子计算技术的迅猛发展，传统加密算法正面临着前所未有的安全威胁。近期，中国研究人员利用D-Wave量子退火系统成功破解RSA加密，这一突破性进展再次引发了全球对量子计算时代网络安全的深刻担忧。

安全内参10月15日消息，中国研究人员宣布，他们利用D-Wave量子退火系统成功破解了一种经典加密算法，这一突破可能加速量子计算机对现有广泛使用的加密系统构成现实威胁的时间表。这一进展对全球网络安全敲响了警钟。

该研究成果发表于国内刊物《计算机学报》上，论文名为《基于D-Wave Advantage的量子退火公钥密码攻击算法研究》。研究团队详细阐述了如何利用D-Wave机器破解RSA加密，并对对称加密系统发起攻击，这也提出了未来网络安全面临的重大挑战。

上海大学王潮研究团队发现，D-Wave量子计算机能够优化问题解决方式，具备攻击RSA等加密方法的潜力。研究人员在论文中指出，通过D-Wave Advantage系统，团队成功分解了一个22位的RSA整数，展现了量子计算在密码学问题中的应用潜力。该研究强调，量子退火技术可以将密码攻击转换为组合优化问题，从而使其更易于解决。

研究人员进一步指出：“这是首次有真正的量子计算机对当前多个全规模的SPN结构算法构成实质性威胁。”SPN（即代换-置换网络）结构是许多主流加密算法的核心基础。研究不仅限于RSA攻击，团队还成功攻破了在高级加密标准（AES）中占重要地位的其他算法，例如Present、Rectangle和Gift-64分组密码。他们在论文中写道：“我们的研究结果表明，D-Wave量子技术能够高效攻击用于保护全球敏感信息的加密系统。”

Everest集团高级分析师Prabhjyot Kaur评论道：“许多企业目前依赖的加密算法，如RSA和ECC，都是基于经典计算机难以快速解决的数学难题。然而，量子计算的兴起正在威胁这些算法的安全性。随着量子技术的不断进步，开发强大的量子安全或后量子密码解决方案的需求愈发迫切。”

面对量子计算带来的安全威胁，量子安全密码学应运而生。量子安全密码学旨在开发能够抵御量子计算攻击的加密算法，确保数据在量子计算环境下的安全性。这类密码算法主要分为两类：抗量子计算密码（Post-Quantum Cryptography，PQC）和基于量子物理原理的量子密码（Quantum Cryptography）。

抗量子计算密码是指能够抵御已知量子计算攻击的经典密码算法。这类算法的安全性同样依赖于计算复杂度，但其设计基于一些在量子计算机上无法有效求解的数学问题，如格理论、多项式理论、编码理论等。经过三轮严格评选后，美国国家标准与技术研究院（NIST）公布了首批4种后量子密码标准算法：

1. CRYSTALS-Kyber：一种基于模块格的密钥封装机制，用于一般加密场景。
2. CRYSTALS-Dilithium：一种基于格的数字签名算法，提供高度不可伪造性。
3. Falcon：一种密码签名算法，具有安全性、紧凑性、高验证速度等特点。
4. SPHINCS+：一种基于哈希函数的无状态签名方案，能够使签名大小低至8KB。

另一类量子安全密码是基于量子物理原理实现经典密码学目标的量子密码，其中最具代表性和实用性的是量子密钥分发（QKD）技术。QKD利用量子力学的不确定性原理，实现信息传输的绝对安全，任何窃听行为都会被立即发现。

面对量子计算的威胁，各国政府和科技公司纷纷采取行动，推动量子安全密码学的研究和应用。

新加坡金融管理局（MAS）于2024年2月发布重要指导建议，敦促金融机构为量子计算时代的网络安全威胁做好准备。MAS强调，金融机构需展现出必要的敏捷性，以便在未来能无缝集成到后量子密码学和量子密钥分发技术。

苹果公司宣布将为iMessage应用添加后量子加密协议“PQ3”，以保护用户通信免受未来量子计算攻击的威胁。PQ3的更新将在iOS、iPadOS 17.4和macOS 14.4中发布，这是iMessage历史上最重要的加密安全升级。

Linux基金会成立后量子密码学联盟（PQCA），汇集了亚马逊AWS、思科、谷歌、IBM等科技巨头，旨在解决量子计算带来的密码安全挑战。

德国联邦安全信息技术局（BSI）与法国、荷兰和瑞典政府的合作机构共同发布有关“量子密钥分发技术”的立场文件，强调应专注于目前已经可用的后量子密码学，以保护敏感数据。

量子计算的崛起无疑将重塑信息安全的格局。面对这一变革，我们既不能盲目乐观，也不能过度恐慌。唯有通过持续的技术创新、政策引导和社会各界的共同努力，才能构建起适应量子时代的网络安全体系，保障数字世界的稳定与安全。

随着量子计算技术的不断发展，后量子密码的研究和应用将变得越来越重要。企业和政府需要提前布局，加强技术研发和人才培养，以应对日益复杂的网络安全环境。通过不断的技术创新和合作，我们可以构建一个更加安全、智能的网络世界。