By 肯纳休斯 - 卡斯尔伯里 16 年 2022 月 XNUMX 日发布
增强的网络安全对量子计算来说是一个很大的好处，但这项新技术将如何帮助实现这一点（UnSplash.com 上的 PC Adi Goldstein）
虽然量子计算机提供了许多 好处， 例如效率和更复杂的问题解决，许多人期待的最大好处之一是增强网络安全。 正如专家预测的那样，美国将花费大约 的美元10亿元 在网络安全方面，到 2027 年，该行业将变得越来越重要。 由于固有的性质，例如 叠加 or 纠葛，量子计算可以提供更高级别的安全性，这可能意味着整个计算行业将发生重大转变。 许多人还担心，这种下一级安全可能会带来更多问题而不是好处，从而使网络安全中关于量子的讨论成为一个相当激烈的讨论。
当前的网络安全流程
网络安全只是指 保护 暴露在数字系统中的敏感信息。 许多计算机已经在使用 加密 做法。 加密运行在算法上，经典加密中主要有两种算法。 一个是 对称加密，其中使用相同的密钥来加密和解密数据。 相比之下， 非对称加密 使用两个不同的密钥，加密密钥（通常称为公钥）和解密密钥（通常称为私钥）来安全地共享数据。 由于这些密钥可以使用算法由随机数组成，因此量子计算团队希望开发出下一代密钥 算法 使用特定的量子特性。
算法之战
感谢量子 纠葛，量子位（量子计算机的核心位）可以内在地连接。 这允许信息共享中的冗余，因为可以发送更多纠缠的量子位并减少被吸收或退化的信息量。 由于纠缠是一种脆弱的状态，它可能会被外界影响破坏或退化。 这意味着如果除发送者或接收者之外的其他来源读取它们，纠缠的量子位也会降级，从而使信息更加安全。 除了纠缠，还可以运行量子算法以使用随机数生成器创建更快的加密密钥，以及更快地求解解密代码。 这些因素使量子计算机在网络安全方面具有显着优势。
量子计算机还可以同时运行多种算法，使它们能够以创纪录的速度高效地进行加密和破译。 虽然这项技术可以为网络安全带来好处，但许多人还担心，如果这些计算机更加普及，互联网可能会变得不那么安全，因为旧的安全算法很容易被这些新计算机破解。 这些人之一是 瓦利德·贾比, IBM 杰出工程师兼 IBM 数据安全首席技术官。 Rjaibi 和另外两位作者写了一篇内容广泛的 报告 IBM 关于量子计算在网络安全方面的好处和风险。 “与业内大多数人一样，到目前为止，我的重点一直放在解决量子计算机对网络安全构成的风险上，”Rjaibi 解释道。 “正如你可能已经知道的那样，在未来的某个时刻，量子计算机将能够破解当今使用的一些关键密码算法，例如 RSA、Diffie-Hellman 等。 因此，已经进行了大量工作来提出替代算法，这些算法甚至可以安全地抵御使用量子计算机的恶意实体的攻击。” 这造成了一场持续不断的算法战争，因为算法被量子计算机破坏了，必须制定新的算法来维护安全性。 其他公司如 曲安全 专注于后量子计算网络安全。 根据最近的 QuSecure 网络研讨会该公司的联合创始人兼首席运营官 Skip Sanzeri 表示：“那里的威胁似乎越来越严重。”
许多像 Rjaibi 这样的人担心，拥有这些计算机的人可能在解码他人的信息或加密自己的信息方面具有优势，因为目前只有少数人使用量子计算机。 为了克服这段可能出现的不平等时期，公司喜欢 科特斯 Quantum Security 正试图让其他人更容易使用这项技术 集成芯片技术 和灵活的网络架构。 “KETS 正在开发尖端的量子安全技术，这些技术可以以可证明安全的方式执行特定的加密任务，”KETS 首席执行官兼联合创始人解释道 克里斯·欧文. “除了最高安全性外，我们还是将基于芯片的方法引入这些解决方案的先驱。 这对客户意味着我们将能够大规模降低这些系统的成本（一个关键障碍），并开发各种更小且更容易集成的不同外形（另一个关键障碍） ” 像这样的系统可能有助于降低这项技术的成本，并使量子加密更加广泛。
后量子网络
对于那些展望未来的人来说，在算法之战过去到这项技术更容易获得时，还会出现其他问题。 主要是，随着量子加密成为网络安全的下一个级别，那之后的级别是什么？ 由于网络安全是一个不断发展的行业（主要在黑客和开发人员之间），量子技术可能只是演进的一个阶段，但可能是最重要的阶段，它将网络安全行业转变为后量子世界。
Kenna Hughes-Castleberry 是 Inside Quantum Technology 的特约撰稿人和 JILA（科罗拉多大学博尔德分校与 NIST 的合作机构）的科学传播者。 她的写作节奏包括深度技术、元宇宙和量子技术。
