新型加密算法能經(jīng)受量子計(jì)算機(jī)攻擊

目前的互聯(lián)網(wǎng)公共密鑰加密算法已經(jīng)復(fù)雜到需要幾個(gè)月甚至幾年才能破解的程度，但科學(xué)家們?nèi)圆粷M足。美國華盛頓州立大學(xué)的兩位數(shù)學(xué)家日前通過對(duì)一種舊算法進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，開發(fā)出一種能夠經(jīng)受起量子計(jì)算機(jī)破譯攻擊的在線安全系統(tǒng)，有望為未來更趨嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全形勢提供新的選擇。相關(guān)論文發(fā)表在學(xué)術(shù)雜志《斐波那契季刊》上。

從收發(fā)郵件到網(wǎng)上聊天，目前我們絕大多數(shù)的互聯(lián)網(wǎng)活動(dòng)都處于公共密鑰的保護(hù)當(dāng)中。這個(gè)系統(tǒng)基于一種特定的算法，由于計(jì)算能力和時(shí)間的限制，要對(duì)其進(jìn)行暴力破解幾乎是不可能的。因此，到目前為止，這種技術(shù)還能很好地保證我們的安全。但量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)終將讓這一切發(fā)生改變。

參與這項(xiàng)研究的華盛頓州立大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中心主任內(nèi)森·哈姆林說，量子計(jì)算機(jī)具有極其強(qiáng)大的運(yùn)算能力，在它面前目前的互聯(lián)網(wǎng)公共密鑰系統(tǒng)幾乎形同虛設(shè)。而目前絕大多數(shù)信息的加密和解碼過程都是基于這種公共密鑰來進(jìn)行的。雖然，不少科學(xué)家認(rèn)為目前真正意義上的量子計(jì)算機(jī)還未問世，但未雨綢繆總不是件壞事。

為了應(yīng)對(duì)量子計(jì)算機(jī)的挑戰(zhàn)，保障未來互聯(lián)網(wǎng)信息安全，哈姆林和退休數(shù)學(xué)教授威廉·韋伯將目光投向了一種被長期遺棄的代碼——背包代碼。背包代碼的設(shè)計(jì)來自于一個(gè)名為背包問題的理論難題，最早可追溯到1879年。該問題可以描述為：給定一組物品，每種物品都有自己的重量和價(jià)格，在限定的總重量內(nèi)，我們?nèi)绾芜x擇，才能使得物品的總價(jià)格最高。這種問題經(jīng)常出現(xiàn)在商業(yè)、組合數(shù)學(xué)，計(jì)算復(fù)雜性理論、密碼學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)等領(lǐng)域中。20世紀(jì)70年代時(shí)，這個(gè)概念被用來創(chuàng)建所謂的背包代碼。背包代碼當(dāng)時(shí)也曾被建議用來作為公共密鑰的加密工具，但之后卻被兩個(gè)不同的方法攻破，人們也就此對(duì)其失去了興趣。

哈姆林和韋伯認(rèn)為，背包代碼是一個(gè)簡單優(yōu)雅的代碼，只是有一些損壞而已。為了使其達(dá)到量子水平，并成為一種新型公共密鑰加密工具，他們對(duì)代碼的編碼系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。哈姆林說：“我們使用交替的方式來替代數(shù)字。我們?cè)诨緦用嫔蠈?duì)這一代碼進(jìn)行了修改，修復(fù)了很多漏洞和薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過測試，我們認(rèn)為這種代碼是安全可靠的，能夠滿足未來量子計(jì)算的需要?！?/p>

實(shí)際上，他們創(chuàng)造了一種新的、比十進(jìn)制和二進(jìn)制系統(tǒng)更復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)。通過使用復(fù)雜的數(shù)字串，新的背包代碼甚至能夠經(jīng)受起來自量子計(jì)算機(jī)的攻擊。

韋伯說，下一步他們還需要進(jìn)行更多的外部測試，再對(duì)代碼進(jìn)行微調(diào)，以使其更加安全可靠。

（來源：《科技日?qǐng)?bào)》）