2024 年 12 月 02 日
作者：Joe Pan
跟随我们 30年2024月XNUMX日报告近日，中国研究人员宣布利用 D-Wave 的量子退火技术在攻击公钥加密系统方面取得突破，Blockwind News 对此进行了深入探讨。我们的记者 Anjali Kochhar 率先报道了这一进展。随后，我们采访了两位安全和区块链解决方案专家：Thomas Kung 和 Duncan Wong。以下精彩内容和重要引言摘录自访谈，旨在阐明这项量子计算技术进步对密码安全及其他领域的潜在影响。
与 Rakkar Digital 首席信息安全官兼 CRCO Thomas Kung 的问答
Thomas Kung 是 Rakkar Digital 的首席信息安全官 (CISO) 和首席风险合规官 (CRCO)，Rakkar Digital 是一家总部位于新加坡的公司，由 SCB 10x 支持并由 Fireblocks 提供支持，为机构和企业提供数字资产托管服务。
Q1：量子计算已经存在很多年了，作为区块链行业人士，您是否担心它可能带来的潜在威胁？
A1：我们注意到近年来量子计算的发展。根据摩尔定律，计算能力在18个月内翻一番，因此我们预计每种加密算法的安全性都会越来越难。近年来，在量子计算、人工智能和专用集成电路 (ASIC) 的帮助下，处理能力飞速提升。虽然我们都知道技术突破是不可避免的，但我们应该专注于构建纵深防御，并增强我们的区块链安全架构。
问题2：区块链行业可以做些什么或者做好准备吗？如果有，具体可以做什么？
A2：教育是关键。更广泛的社区必须齐心协力提高对量子计算威胁的认识，并持续探索和投资新技术和抗量子算法，以增强区块链安全架构。
问题3：你能给外行人定义一下“后量子”吗？它是什么意思？什么时候我们才能不再把它定义为“后量子”？
A3：我们还没有看到量子计算应用在互联网上大规模落地。后量子时代是指量子计算部署到实时场景中，并对现有应用产生实际影响。目前，由于传输和可持续性方面的限制，量子计算尚未完全落地。一旦我们取得突破，能够将量子计算从实验室应用到实际商业案例中，我们将迎来真正的量子时代，届时将需要后量子解决方案。
问题4：您之前提到量子计算可以实现解密和加密。对吗？
A4：没错。
Q5：您认为量子计算的发展以及一方使用量子计算相对于另一方的潜在风险是什么？
A5：破解某物总是比构建某物更容易。使用量子计算更容易破解，因为你只需要从数十亿个密钥中找到一个。要改进加密技术，你需要在全球范围内更改数十亿个密钥，这需要大量时间。量子计算很可能首先用于解密或处理某些内容。之后，新的应用程序将使用量子计算进行加密，使文件非常难以解密。我们将再次看到攻防循环，这就是为什么我们看到许多后量子应用涌现的原因。
问6：除了情报、国家机密或国防之外，您认为量子计算最常见的应用是什么？
A6：通信并非最强项，最强的是计算速度。人工智能相关研究将取得进展。量子计算可以通过多层计算将处理速度提高十倍甚至更多。这将增强科学研究、数据挖掘和人工智能。加密技术将受到影响。企业将使用量子计算进行预测建模、数据分析和人工智能模型。其他应用包括DNA图谱、药物建模和国防部门用途。
问7：量子计算的竞争也是硬件和芯片的竞争。您如何看待东西方，或者美国和中国之间的竞争？
A7：这是国家之间一场重要的竞赛。不同的国家在量子计算领域可能各有优势。我不认为一个国家会主导市场，因为需要在不同领域进行投资才能取得进步。我认为合作比竞争更多。资源丰富的国家可以专注于提供自然资源、情报、研究人员或大学。有些国家会拥有更强的优势，但最终，这是一场全球博弈。每个人都需要合作。
游戏的巨大潜力和应用
Q8：您认为量子计算将在游戏世界中发挥什么作用？
A8：我认为潜力巨大。利用量子计算，你可以实时运行下一代图形的图片或视频。目前，计算机在生成图形方面存在局限性。利用量子计算实时渲染图形，可能会出现一些新的趋势，比如图形动作。我认为，游戏与现有现实世界连接的融资系统也将受益于量子计算的进步。
与 Abelien 首席执行官 Duncan Wong 的问答
Duncan Wong 博士是 CryptoBLK 的首席执行官，该公司是一家总部位于香港的区块链公司，专注于提供先进的分布式账本技术解决方案，以解决企业面临的挑战。Wong 博士还是量子安全隐私加密货币项目的创始成员。 阿贝尔
“黑客如今已开始窃取加密数据”
Duncan Wong 表示：“我认为我们今天面临的两个主要问题是：(1) 黑客现在已经开始窃取加密数据，并等待量子计算能力足够强大时进行破解；(2) 当世界上某个研发中心或秘密机构成功制造出如此强大的量子机器时，公众不太可能立即知晓。从量子日到公众得知如此强大的量子机器的存在，没有人知道黑客利用这台强大的量子机器已经造成了多大的破坏。”
问题 1：您提到黑客已经在收集加密数据 - 您认为哪些类型的数据或部门是他们的主要目标，以及组织应如何保护自己免受这种“现在存储，稍后解密”的威胁？
A1：一般来说，任何加密数据，只要在五年或更长时间后仍然有价值，都会成为 HNDL 黑客的目标。机密数据价值越高、保存时间越长，就越容易成为 HNDL 黑客的目标。例如，一些国家最高机密、严格保密的文件，例如长期战略政策和武器装备情报、企业商业机密、财务信息等，都成为 HNDL 黑客的目标。
问2：关于Q日和公开披露之间的差距——网络安全社区应该关注哪些指标来检测国家行为者或其他实体何时已经掌握了量子解密能力？
A2：很难确定我们是否已经处于漏洞之中。一些微妙的迹象可能包括一系列针对高度安全、极其稀缺且高价值加密系统的突然攻击，且攻击原因不明。即使是普通网络安全社区，也很难在我们进入“问世日”和公开披露之间的漏洞时发现漏洞。
问题 3：鉴于量子计算的突破最初可能会保密，您会建议组织实施抗量子加密的时间表是什么，以及他们应该优先采取哪些具体步骤？
A3：由于我们目前甚至不知道自己是否已经处于这种差距，在网络安全界，我们已经在敦促各组织开始升级。事实上，自今年年初美国国家标准与技术研究院 (NIST) 发布后量子密码方案以来，许多组织已经开始升级。首先，研究应该使用哪些后量子密码方案以及如何实施升级将是第一步。应该解决现有非抗量子加密数据的灾难恢复和安全擦除问题。然后，开发和测试至关重要，需要制定严格的部署机制，并进行全面的测试和审计。
根据中国研究人员发表的原始报告以及与两位专家的对话得出的补充结论。
D-Wave 的量子退火与基于门的量子计算有何不同
- 解决问题的方法：量子退火解决特定的优化问题，而基于门的系统执行通用计算。
- 量子比特操控：退火采用连续演化，基于门采用离散量子门。
- 算法实现：退火通过物理演化实现算法，基于门的算法则使用量子电路。
- 错误校正：退火对于某些错误具有更强的鲁棒性，而基于门的需要复杂的错误校正。
- 可扩展性：D-Wave 的退火器比基于门的系统更容易实现更大的量子比特数。
- 应用：退火适合优化和机器学习任务，基于门的用途更广泛。
- 量子效应：退火利用量子隧穿，基于门的依赖于叠加和纠缠。
- 硬件：D-Wave采用超导通量量子比特，基于门的可以使用各种量子比特技术。
虽然这两种方法都显示出了良好的前景，但它们通常被认为是互补而非竞争的技术，每种方法在量子计算方面都有各自的优势和理想用例。
D-Wave 在实现量子退火技术广泛应用方面面临的主要挑战包括：
- 与门模型量子计算机相比适用性有限：文章指出，D-Wave 的退火量子计算机非常适合解决优化问题，但“无法解决所有问题”并且“在量子化学或设计更持久的电池方面并不特别擅长”。这限制了它们的潜在用例。
- 来自门模型量子公司的竞争：许多其他量子公司专注于开发门模型系统，这些系统可能更适合某些应用。D-Wave 必须特别强调退火量子计算的优势。
- 需要持续改进硬件：文章提到，D-Wave 正在致力于增强其 Advantage QPU 并开发下一代 Advantage2 系统。需要持续改进硬件以提升性能。
- 教育潜在客户：企业在考虑量子技术时，需要了解“量子应用环境的分歧”。D-Wave 必须教育客户何时采用退火方法是正确的。
- 扩大问题规模：虽然 D-Wave 宣布推出一款支持多达 2 万个变量的新求解器，但继续扩大规模以处理更大、更复杂的现实问题是一个持续的挑战。
- 展现明显优势：文章指出，D-Wave 正试图展示其在优化工作负载方面相对于传统方法的“性能优势”。但如何证明量子算法在实际应用中的优势仍然是一项关键挑战。
- 财务压力：作为一家上市公司，D-Wave 面临着向投资者展示业务成果和增长的压力，同时仍需在研发方面投入大量资金。
虽然没有明确说明，但总体挑战似乎是让足够多的客户和投资者相信，与传统方法和其他量子方法相比，退火量子计算可以在短期内带来真正的商业价值。
关于作者
乔·潘 Joe 是 Blockwind News 的编辑，也是区块链技术的早期采用者。自 2019 年以来，他一直报道全球主要的加密货币会议，并经常主持亚洲各地的 Web3 活动。Joe 是 NFTMetta 和 Blockwind News 的创始团队成员。
