中美角逐量子时代的通信安全技术

2021/03/30


      美国微软(Microsoft)与美国亚马逊云科技(Amazon Web Services,AWS)等共同开发了即使在量子计算机普及的情况下仍能实现安全通信的软件。目的是将下一代高速计算机也难以破解的密码用在今后的通信领域。中国也正在加快确立安全的通信技术。美国大型IT企业则通过合作,力求在全球掌握主导权。

         

  

      在电子商务和加密资产(虚拟货币)等的通信领域,一般会将加密软件嵌入浏览器,在用户并不知情的情况下自动加密信息。密码以破解需要大量时间的数学问题作为安全性的依据。

  

      不过,量子计算机能高效破解现在的密码。如果性能提高,有可能数小时即可破解。

  

      4种候选标准密码

     

      美国国家标准与技术研究院(NIST)正在从全球征集量子计算机也难以破解的新密码,推进标准技术的筛选。目前,4个团队留在最终候选名单中,除了美国高通、美国英特尔等之外,日本NTT的技术也被部分采用。计划在2021年内敲定美国的标准密码。

   

      不管哪种密码入选,都必须支持对通信进行加密的标准“TLS(安全传输协议)”。此次,开发出在新密码和通信之间发挥桥梁作用的软件的是加拿大的滑铁卢大学 (University of Waterloo)、微软、亚马逊云科技和美国IBM等的团队。

   

      该团队结合4个最终候选与此次开发的软件,测试了易用性。发现3种候选的加密和复原处理时间与此前采用密码的通信基本相同。评估结果将与美国国家标准与技术研究院共享,这将有助于密码易用性的判断。

  


      关于通信标准的评估,研究者等以个人身份参加的互联网相关标准化团体将最终做出判断。一旦美国的标准密码敲定,打算针对能否作为标准软件使用提出建议,确认安全性是否存在问题。

  

      随着量子计算机的普及,需要修改通信标准的范围广泛。IT企业将让用户在现有的浏览器上使用新密码,个人也需要更新程序。

  

      据称,美国谷歌利用浏览器“Chrome”实施了采用量子计算机都难以破解的密码的试验。滑铁卢大学的准教授Douglas Stebila 预测称“自2022年下半年开始,主要浏览器将以测试版支持使用新密码的安全传输协议,到2023年下半年起将正式支持”。

   

      中国将采用其他方式

  

       据美国调查公司Inside Quantum Technology的预测显示,采用量子计算机也难以破解的密码的软件和设备的全球市场规模到2024年达到1亿4500万美元,2028年达到39亿美元。

  

      一方面,中国则在“量子加密通信”的实用化方面领先。这是将量子的物理属性作为安全性依据、不可能被他人偷窥的不同的加密通信方式。设想应用于交换防卫和金融等重要信息的领域。

      

     不过,Douglas Stebila准教授表示,这种通信“需要特殊的硬件,难以替代每天都利用的现在的密码技术”。中国显示出的看法是与美国IT企业主导的通信实现分栖共存。

   

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