超越加密：为什么量子计算可能更像是科学繁荣而不是网络安全萧条
快速阅读: 《VentureBeat 公司》消息，量子计算虽能破解加密，但因其高昂成本和有限可用性，国家和大企业更倾向于将其用于科研、制药等高价值领域而非加密破解。需理性看待量子计算的潜在威胁与实际应用。
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去年八月，美国国家标准与技术研究院（NIST）发布了首批三个“后量子加密标准”，旨在抵御来自量子计算机的攻击。多年来，密码学家一直担心量子计算的到来可能会对传统加密方法造成毁灭性影响。随着这项技术逐渐成为现实，新的NIST标准代表了迈向后量子保护的重要一步。
但量子计算真的是加密的威胁吗？尽管量子计算机确实能够更快、更容易破解传统加密，但我们距离电影《Sneakers》中设想的那种“无密可保”的解密装置还很遥远。由于能源需求和计算能力仍然是制约因素，拥有量子计算机的人很可能正在考虑将这项技术用于其他更有价值的用途，比如科学研究、制药和医疗保健领域。
还记得电子显微镜理论吗？我在数字取证领域工作了很长时间，这给了我一个独特的视角来理解量子计算的挑战。1996年，彼得·古特曼发表了一篇名为《从磁性和固态存储器中安全删除数据》的白皮书，其中提出可以通过电子显微镜从硬盘中恢复已删除的数据。几乎没有证据显示这种电子显微镜曾成功用于此目的，现代测试也证实这种方法既不现实也不可靠。但恐惧是真实的——这导致美国国防部（DOD）发布了著名的“七次擦除法”来消除任何可能被电子显微镜检测到的法医证据。我们应该对敏感或机密数据采取这样的额外预防措施吗？当然。但威胁并没有像宣传的那样严重。
说到量子计算，我们可能正走上一条类似的路。量子计算的实际现实
首先，重要的是要了解量子计算的工作原理。尽管电影喜欢把黑客描绘成魔法棒，但它并不是一种能立刻终结我们所知的加密的工具。它仍然需要处理单个消息并完成解密任务——这意味着攻击者需要很好地知道哪些消息包含有价值的信息。这听起来很简单，但每天有超过3000亿封电子邮件被发送，还有数万亿条短信。虽然有一些方法可以缩小搜索范围，但这仍然需要攻击者投入大量的计算能力。
这就是问题所在：计算能力不是无限的。量子计算处于技术前沿地位，这意味着普通的脚本小子或黑客团体无法获得它。只有国家实体和像谷歌、微软这样的大型公司才能访问量子计算机（以及运行它们所需的能量）。简单来说，量子计算最初将是昂贵的，并不像许多人认为的那样快速进入市场——这意味着国家只能在其控制下拥有有限的计算能力。
那么问题来了：他们真的计划用这些计算能力来破解加密协议吗？
量子的真实应用场景
答案是一个强烈的……也许。
对我来说，量子计算真正的优势在于研究、经济竞争和全球影响力。这并不意味着如果敌对国家获得某种他们知道有效的量子计算机时不会用来破解加密——但这不会是该技术的主要用途。
换个角度看：如果你是一个拥有地球上最先进的计算机模型的外国势力，你会用它们做什么？你会在数百万条加密通信中进行疯狂搜索，还是你会将关键的时间、精力和计算投入到攻克癌症、消除痴呆症或创造先进新材料上？
在我看来，这是一目了然的选择。
个人攻击者可能会追求短期收益，但国家会考虑更长远的利益。量子计算很可能极大促进新材料和催化剂的重大突破，从而为制造业创造出更坚固、更轻便的复合材料，并为化学过程开发出更具反应性的催化剂。仅这一点就有可能彻底改变多个行业，为部署该技术的国家带来巨大的长期利益。
量子计算在制药行业也显示出潜力，帮助研究人员在极短的时间内开发出更有效的药物和其他治疗方法。该技术甚至被用于提升航天飞行能力，通过加快轨道计算，提高导航精度并优化燃料使用。
总而言之，这是一个成本效益分析的问题。只有国家和大型公司短期内才能访问量子计算——他们会真的花费他们的有限计算能力来破解加密算法，而不是将其用于提升经济产出和主导金融市场吗？
这不是说量子计算的所有应用都是好的——在错误的人手中，它肯定会被用于危险的方式。但鉴于许多人认为即将来临的所谓“量子末日”，上下文很重要。
破解加密是否是量子计算的应用场景之一？是的。但它并不是优先事项。
所以在我们花费上百亿美元更换所有使用的加密算法之前，或许应该深呼吸一下，思考量子计算的实际应用。
总而言之，这是一个成本效益分析的问题。只有国家和大型公司短期内才能访问量子计算——他们会真的花费他们的有限计算能力来破解加密算法，而不是将其用于提升经济产出和主导金融市场吗？
这不是说量子计算的所有应用都是好的——在错误的人手中，它肯定会被用于危险的方式。但鉴于许多人认为即将来临的所谓“量子末日”，上下文很重要。
罗布·李是SANS研究所的研究主管和教务长。
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