量子破解远比我们想象的接近 防御之道竟然是它！

谷歌 AI Quantum 团队、加州大学等机构上个月发布的报告，证实了量子技术突破的流言。量子计算，这个曾经预测将花费数年时间才能走向市场的复杂技术，突然之间就因为这个突破而显得紧迫了起来。

量子计算是一个复杂的概念，但简单讲，这就是一种大规模编码和关联信息的方法。量子计算的实现将改变世界通信及管理和保护数据的方法——这是一种将彻底变革网络安全态势的技术发展。

运行经典计算机需花费数年时间才能完成的数学算法，最能体现量子权力或者真正的量子计算。谷歌在其报告中宣称，他们的研究团队仅用 30 秒的量子处理时间，就跑完了经典计算机需花费 1 万年才能处理完毕的算法。如果谷歌所言是真的，那我们就距离量子计算成为现实而非理论上的可能性更近了许多。

即使这一数字被证明是错误的——IBM 立即用约 2.55 天驳斥了谷歌“1 万年”的论断，量子计算成为现实也只是个时间上的问题罢了。由于每增加一个量子位经典计算的开销就会倍增，IBM 自己的推断表明，只需要再增 6 个量子位，就将在一年内取代经典计算机。谷歌和其他研发机构的开拓进展令 60 量子位的机器必将出现，而且即便无视量子计算的突破，2.55 天 vs. 30 秒也依然是 4 个数量级的差距了。

为什么加密敏捷性是关键

我们当前所用的加密算法将随着量子计算能力的上升而快速降级。最近几年从 SHA-1 到 SHA-2 的迁移就是个绝佳对比：当大众广泛接受使用 SHA-1 不再安全的时候，大多数人开始将其公钥基础设施 (PKI) 迁移到 SHA-2。从技术上讲，因为攻击者容易入手伪造证书和密钥，SHA-1 呈现出巨大的安全风险。与近些年频发的基于证书的攻击类似，攻击者可成功伪造可信证书颁发机构的签名，用他们自己的伪造证书替换掉合法证书，赋予自身进入目标网络的权限。而更新的操纵技术则意味着，可以通过重新导出相关联的私钥来盗取某些数字身份。Keyfactor 研究人员今年表示，互联网上存在超过 40 万个证书因生成 RSA 私钥时熵值不足而有可能被黑。

SHA-2 迁移是 IT 团队的一件大事，凸显出企业跟踪和管理其加密密钥能力的关键性。如今，公司企业通常都持有成百上千个证书和密钥，而且这一数字还在不断增长。证书如此之多的情况下，部署自动化方法，以便在证书变得不安全时能够快速替换，就变得相当重要了。

从运营上讲，即便没有量子计算的突破，PKI 管理也是一项十分复杂、耗时且昂贵的工作。研究表明，71% 的公司企业甚至不知道自己拥有多少证书和密钥。加密敏捷的框架能够使 PKI 等密码快速适应技术发展，比如从 SHA-1 到 SHA-2，引入这样的框架不仅可以管理当前 PKI 需求，还可以管理量子计算将需要的自动化和转型。采用单一自动化平台能够提供对每个证书和密钥的完整可见性，补充加密敏捷的框架。

以量子安全的证书构筑就面向未来的 PKI

除了以 PKI 自动化支持管理，量子安全的证书对于可适应量子计算发展的面向未来的 PKI 也十分关键。这对于生产制造物联网设备和联网设备的公司企业而言尤为重要。

我们不妨考虑一下产品使用寿命在 4～7 年间的设备制造商（比如心脏起搏器、胰岛素泵、汽车、飞机和火车），他们就有义务设计能在设备上更新密码的功能。有人说，不这么做就是有意的疏忽，公司因此面临不必要产品召回的风险，还会给性命攸关的系统引入严重问题，背负巨大责任。

至于联网设备间敏感通信的问题，不能仅依靠现有算法撑到量子计算能够破解的时候。由于带所谓前向加密属性的通信协议的有限使用，存档通信常可在事后被解密，令大量敏感数据面临潜在访问风险。前向加密是密钥协商协议的一个特性，要求使用新的密钥加密会话，保证用户的会话密钥不会被黑。没有前向加密的存档通信，在量子计算机面前无所遁形。

量子计算技术的这一突破意味着，量子发展比我们想象的更为接近。PKI 是基本安全工具，也是经历了时间检验的加密形式，且发展进化成了面向未来技术进步的关键基础。当前的 PKI 可与抗量子算法携手延长数字证书的寿命，或许还能再延几十年。

工作重压下的 IT 主管必须关注 PKI 及其他加密关键基础设施，而且，像自身安全框架中的其他元素一样，评估可以采纳来帮助精简和自动化 PKI 管理的工具。今年面向未来的 PKI 意味着企业可以充满自信地集成明天的技术。