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生活
2023-04-14 04:30:34
日報

秀爾演算法 它如何破壞現有加密

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秀爾演算法 它如何破壞現有加密

秀爾演算法 它如何破壞現有加密

之前的文章提到,我們現在的加密方法,是以數學上有關聯,但又很難由一個去估計出另外一個來達到我們加密通訊的效果,這個數學上的關聯,簡單來說,就是一個大數,總可以分解成多個質因數。你的私匙就是質因數,公匙就是相乘的結果。而這篇文章的主角,「秀爾演算法」就是打破這個局面的Disruptor。

何謂秀爾演算法

秀爾演算法由彼得.秀爾於1994年開發。該算法可以高效地將大數分解為質因數,這個正正就是傳統加密的核心,當量子電腦配合上秀爾演算法,這個找質因數的需時,就由傳統電腦需要數百萬年變為幾分鐘的時間,現在最安全的加密都變成和沒有加密一樣。

我們離實現量子計算有多近

各位看完這個系列可能會想,我們有演算法,也有數百個量子位元的量子電腦了,那我們是否很快會進入量子計算的時代,我們視為理所當然的安全通訊是否很快就會消失?

在實現量子計算之前仍然面臨著兩大挑戰:其一主要的障礙是錯誤糾正問題。量子系統非常容易受到環境干擾,這會導致「量子比特」(也稱量子位元,qubit),失去其量子特性並產生錯誤。研究人員正在開發錯誤糾正代碼與其他技術來減輕這一問題。另一個挑戰是量子計算機的擴展。目前,量子計算機中的量子比特數量相對較低,最先進的設備擁有幾百個量子比特。但要解決複雜問題並破解現有加密,可能需要數千甚至數萬個量子比特。

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CES2018 IBM

在CES 2018展覽上,IBM曾公開展示內置50個量子位元的量子電腦。

儘管面臨這些挑戰,量子計算的進展正在加速。科技公司以及眾多研究機構都在大力投資這一領域,致力於開發新的硬件、軟件和算法。雖然很難預測量子電腦何時會成為現實,但許多專家認為,在未來10年內,我們或會看到其實際應用。至於現在,我們還是可以放心去使用現有的加密技術,來過我們的互聯網生活吧。

——進階,選讀內容——

補充一點秀爾演算法工作原理,以最簡單的說法來講,它首先將問題轉化為求解一個模運算(Modular Arithmetic)的周期性,接著利用量子傅立葉變換找到這個周期。在找到周期後,算法透過最大公因數計算來將大整數分解為質因數。

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有興趣的讀者可以到YouTube搜尋「veritasium quantum computing」,早兩星期我剛好看到一個相當好的科普影片,正是介紹這個題目。

作者電郵:[email protected]

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