25、量子计算时代的密码学与区块链安全

量子计算时代的密码学与区块链安全

1. 量子计算带来的威胁

随着谷歌、IBM和微软等公司的努力，量子计算机在不久的将来很有可能变得更加实用。错误纠正可能会更高效，计算所需的量子比特也会减少。随着更好的算法使量子计算机更具现实性，基于RSA和ECC的安全机制面临着真正的威胁。这两种加密技术是互联网、政府和许多金融服务公司目前依赖的基本安全机制。

量子计算的出现可能会使我们目前用于互联网、银行账户、信用卡、政府机密数据和消息传递的安全机制受到巨大威胁。黑客可以现在记录消息，大约10年后，当量子计算机能够解密消息时再读取它。虽然这对信用卡信息可能不是重大风险，但政府和国防机密对这类问题更为敏感。

此外，许多关键国家希望利用量子技术进行网络战争，并且不一定愿意透露他们在量子技术方面的进展。因此，他们可能比我们从IBM、谷歌或微软获得的基准信息更先进。

2. 后量子密码学标准化挑战

2016年4月，美国国家标准与技术研究院（NIST）发起了后量子密码学（PQC）标准化挑战，旨在找到一种能够保护我们的数据免受量子计算机威胁的PQC技术。Toffoli门非常适合构建具有数千个量子比特和数十亿个门的大规模可逆电路，因为它们可以在经典和量子环境中工作。

在69个参与挑战的应用程序中，26个在2019年1月被选为半决赛入围者。NIST的目标不仅是找到一种理论上可行的PQC技术，还希望确保该技术在移动和平板设备以及物联网（IoT）网络中切实可行。在机器相互传输数据的世界中，以低资源消耗确保数据安全至关重要。

3. 量子安全密码学技术

3.1 基于格的密码学（LBC）

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