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谷歌 AI Quantum 團(tuán)隊、加州大學(xué)等機(jī)構(gòu)上個月發(fā)布的報告，證實了量子技術(shù)突破的流言。量子計算，這個曾經(jīng)預(yù)測將花費(fèi)數(shù)年時間才能走向市場的復(fù)雜技術(shù)，突然之間就因為這個突破而顯得緊迫了起來。

量子計算是一個復(fù)雜的概念，但簡單講，這就是一種大規(guī)模編碼和關(guān)聯(lián)信息的方法。量子計算的實現(xiàn)將改變世界通信及管理和保護(hù)數(shù)據(jù)的方法——這是一種將徹底變革網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢的技術(shù)發(fā)展。

運(yùn)行經(jīng)典計算機(jī)需花費(fèi)數(shù)年時間才能完成的數(shù)學(xué)算法，最能體現(xiàn)量子權(quán)力或者真正的量子計算。谷歌在其報告中宣稱，他們的研究團(tuán)隊僅用 30 秒的量子處理時間，就跑完了經(jīng)典計算機(jī)需花費(fèi) 1 萬年才能處理完畢的算法。如果谷歌所言是真的，那我們就距離量子計算成為現(xiàn)實而非理論上的可能性更近了許多。

即使這一數(shù)字被證明是錯誤的——IBM 立即用約 2.55 天駁斥了谷歌“1 萬年”的論斷，量子計算成為現(xiàn)實也只是個時間上的問題罷了。由于每增加一個量子位經(jīng)典計算的開銷就會倍增，IBM 自己的推斷表明，只需要再增 6 個量子位，就將在一年內(nèi)取代經(jīng)典計算機(jī)。谷歌和其他研發(fā)機(jī)構(gòu)的開拓進(jìn)展令 60 量子位的機(jī)器必將出現(xiàn)，而且即便無視量子計算的突破，2.55 天 vs. 30 秒也依然是 4 個數(shù)量級的差距了。

為什么加密敏捷性是關(guān)鍵

我們當(dāng)前所用的加密算法將隨著量子計算能力的上升而快速降級。最近幾年從 SHA-1 到 SHA-2 的遷移就是個絕佳對比：當(dāng)大眾廣泛接受使用 SHA-1 不再安全的時候，大多數(shù)人開始將其公鑰基礎(chǔ)設(shè)施 (PKI) 遷移到 SHA-2。從技術(shù)上講，因為攻擊者容易入手偽造證書和密鑰，SHA-1 呈現(xiàn)出巨大的安全風(fēng)險。與近些年頻發(fā)的基于證書的攻擊類似，攻擊者可成功偽造可信證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)的簽名，用他們自己的偽造證書替換掉合法證書，賦予自身進(jìn)入目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限。而更新的操縱技術(shù)則意味著，可以通過重新導(dǎo)出相關(guān)聯(lián)的私鑰來盜取某些數(shù)字身份。Keyfactor 研究人員今年表示，互聯(lián)網(wǎng)上存在超過 40 萬個證書因生成 RSA 私鑰時熵值不足而有可能被黑。

SHA-2 遷移是 IT 團(tuán)隊的一件大事，凸顯出企業(yè)跟蹤和管理其加密密鑰能力的關(guān)鍵性。如今，公司企業(yè)通常都持有成百上千個證書和密鑰，而且這一數(shù)字還在不斷增長。證書如此之多的情況下，部署自動化方法，以便在證書變得不安全時能夠快速替換，就變得相當(dāng)重要了。

從運(yùn)營上講，即便沒有量子計算的突破，PKI 管理也是一項十分復(fù)雜、耗時且昂貴的工作。研究表明，71% 的公司企業(yè)甚至不知道自己擁有多少證書和密鑰。加密敏捷的框架能夠使 PKI 等密碼快速適應(yīng)技術(shù)發(fā)展，比如從 SHA-1 到 SHA-2，引入這樣的框架不僅可以管理當(dāng)前 PKI 需求，還可以管理量子計算將需要的自動化和轉(zhuǎn)型。采用單一自動化平臺能夠提供對每個證書和密鑰的完整可見性，補(bǔ)充加密敏捷的框架。

以量子安全的證書構(gòu)筑就面向未來的 PKI

除了以 PKI 自動化支持管理，量子安全的證書對于可適應(yīng)量子計算發(fā)展的面向未來的 PKI 也十分關(guān)鍵。這對于生產(chǎn)制造物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的公司企業(yè)而言尤為重要。

我們不妨考慮一下產(chǎn)品使用壽命在 4～7 年間的設(shè)備制造商（比如心臟起搏器、胰島素泵、汽車、飛機(jī)和火車），他們就有義務(wù)設(shè)計能在設(shè)備上更新密碼的功能。有人說，不這么做就是有意的疏忽，公司因此面臨不必要產(chǎn)品召回的風(fēng)險，還會給性命攸關(guān)的系統(tǒng)引入嚴(yán)重問題，背負(fù)巨大責(zé)任。

至于聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間敏感通信的問題，不能僅依靠現(xiàn)有算法撐到量子計算能夠破解的時候。由于帶所謂前向加密屬性的通信協(xié)議的有限使用，存檔通信常可在事后被解密，令大量敏感數(shù)據(jù)面臨潛在訪問風(fēng)險。前向加密是密鑰協(xié)商協(xié)議的一個特性，要求使用新的密鑰加密會話，保證用戶的會話密鑰不會被黑。沒有前向加密的存檔通信，在量子計算機(jī)面前無所遁形。

量子計算技術(shù)的這一突破意味著，量子發(fā)展比我們想象的更為接近。PKI 是基本安全工具，也是經(jīng)歷了時間檢驗的加密形式，且發(fā)展進(jìn)化成了面向未來技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵基礎(chǔ)。當(dāng)前的 PKI 可與抗量子算法攜手延長數(shù)字證書的壽命，或許還能再延幾十年。

工作重壓下的 IT 主管必須關(guān)注 PKI 及其他加密關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，而且，像自身安全框架中的其他元素一樣，評估可以采納來幫助精簡和自動化 PKI 管理的工具。今年面向未來的 PKI 意味著企業(yè)可以充滿自信地集成明天的技術(shù)。