(武獲山編譯  知遠戰(zhàn)略與防務研究所網(wǎng)絡力量研究中心助理研究員)

網(wǎng)絡技術將顯著提高生產力，催生在當前商業(yè),、經(jīng)濟和社會領域處于核心地位的新型能力,。然而，獲取信息資產能力的提高以及我們幾乎完全依賴網(wǎng)絡技術的狀態(tài),，意味著其中存在前所未有的漏洞,，為各種類型威脅發(fā)動的網(wǎng)絡攻擊提供了條件。各種組織都需要確保維持和保護關鍵網(wǎng)絡系統(tǒng)和信息資產的能力,，使其不會遭到日益強大威脅的攻擊,，包括新興的量子計算技術。

根據(jù)我的估計,，我們今天所依靠的公共密鑰加密工具的核心能力在2026年被徹底顛覆的機率約為1/7,，而到2031年這個概率將上升至50%。盡管量子攻擊尚未發(fā)生,，為了能夠在未來應對這些威脅,，我們今天還是必須做出關鍵決策。世界各種組織對于該領域的態(tài)度只存在表達自己的意愿強烈程度的區(qū)別,。

正如我們幾乎每天都能夠在新聞中看到的,，盡管存在大量反制措施，但是網(wǎng)絡攻擊依然會發(fā)生,，破壞信息資產或者中斷業(yè)務功能,。當系統(tǒng)弱點被發(fā)現(xiàn)時，相關系統(tǒng)通常能夠得到修復,，防止信息遭到進一步破壞并恢復相關業(yè)務功能,。一次網(wǎng)絡泄露事件將產生從輕微滋擾到災難性后果的影響。對家得寶公司（Home Depot）的集體訴訟以及案值數(shù)千萬美元SWIFT詐騙成為近期新聞報道的焦點,，而其他造成經(jīng)濟和聲譽損失及業(yè)務中斷的案例則不勝枚舉,。

當我們掌握處理目前已知攻擊的方法后，網(wǎng)絡犯罪份子總是能夠找到新的方式攻擊我們的網(wǎng)絡系統(tǒng),。不存在一勞永逸的方案能夠徹底解決網(wǎng)絡安全問題,。沒有任何一種技術、供應商或者“項目”將足以確保網(wǎng)絡安全,。我們需要的是一種強大的網(wǎng)絡免疫系統(tǒng),，能夠快速檢測意想不到的威脅并通過快速反應處理威脅。

量子計算機和網(wǎng)絡安全

量子物理學的出現(xiàn)和發(fā)展必定是網(wǎng)絡安全面臨的最意想不到的威脅之一,。量子物理學是一個世紀前新發(fā)現(xiàn)的一系列物理規(guī)律,。量子計算機是一種全新類型的電腦,，其能夠駕馭量子物理學的強大力量，用來解決人們此前認為普通計算機難以解決的問題,。我們并不是在談論一種由于硬件升級帶來的運算加速現(xiàn)象,，而是一種全新計算范式產生的結果：利用量子效應解決某些問題提高的運算效率將達到天文數(shù)字級別。

傳統(tǒng)計算機通過操縱信息存儲位的集合進行工作,，其中每個比特可以存儲兩種狀態(tài)中的其中一種：即,，0或1,，這兩種狀態(tài)可以分別由高電壓或低電壓表示,。而量子物理學可以實現(xiàn)同一比特在同一時間代表0或1兩種狀態(tài)。通過操縱量子比特的大規(guī)模集合,，量子計算機能夠以一種特殊的方式同時利用0和1的無數(shù)組合方式,。

由于量子理論使這種特殊計算方式成為可能，科學家和工程師們都熱切希望創(chuàng)造一種完全運用量子技術的計算機,，通過特別的并行計算方式解決具有重大潛力的計算問題：例如設計下一代材料,、尋找新的藥物、提高肥料的生產效率,、優(yōu)化一系列其他程序等,。此外，隨著科學家和工程師們在各種新技術中利用量子系統(tǒng),，這種工具將解決諸如高精度測量和醫(yī)學成像等重要領域中存在的問題,。

今年8月，中國宣布成功發(fā)射了世界上第一個量子衛(wèi)星通訊平臺,，這將促使其完成一系列新的量子實驗,，其將帶來的進步包括推進量子密碼學的發(fā)展。歐洲最近發(fā)布的《量子宣言》（QuantumManifesto）稱：“正如世界各地當前發(fā)生的情況,，發(fā)展歐洲的量子技術能力將創(chuàng)建一種以新知識為基礎的產業(yè)生態(tài)系統(tǒng),，從而帶來長期的經(jīng)濟、科學和社會利益,?！?/span>

大約從20年前開始，加拿大已經(jīng)進行了大量前期投資,，目標是使其發(fā)展成為量子信息科學和技術的領導者,，利用這種智力資本和專業(yè)能力構建新的經(jīng)濟引擎，從而實現(xiàn)被稱為“量子谷”（Quantum Valley）的宏觀愿景,。澳大利亞,、日本、新加坡,、英國,、美國和全球范圍內的其他地區(qū)也在發(fā)展類似的大規(guī)模推進量子科學和技術的項目,。

這并不令人感到意外，隨著理念繼續(xù)發(fā)展為應用技術,，然后為實際問題提供解決方案,，全球都在量子技術領域競爭領導地位。然而,，量子計算產生的一種意外影響是顛覆了一些目前支撐著網(wǎng)絡安全基礎的加密工具,。例如，網(wǎng)絡安全的一項基本要求是數(shù)字簽名,。其允許驗證者（例如,，瀏覽器）確認下載自涉嫌惡意行為地址源（提供源認證）的代碼并沒有被篡改（提供數(shù)據(jù)完整性）。另外一種基本工具是建立密鑰在通過公共信道進行通信,，而加密算法可以確保這些密鑰的機密性,。

量子計算的影響

顛覆密碼學技術與無數(shù)可能影響當今世界網(wǎng)絡安全系統(tǒng)的“黑客”破解的關鍵區(qū)別是：加密是一種可以使用多年才會更新的基本構建區(qū)塊，相比之下,，內部腐敗人員一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就會被從他們得到信任的崗位上清除出去,，惡意軟件會被刪除，軟件漏洞也會得到修補,。但是,，當以其為基礎建立網(wǎng)絡系統(tǒng)的密碼模塊從根本被顛覆時，除非故障轉移工作（通常需要持續(xù)數(shù)年的開發(fā)時間）完成,，系統(tǒng)將迅速崩潰并且沒有任何快速修復手段,。

目前，我們的網(wǎng)絡免疫系統(tǒng)還沒有做好應對量子威脅的準備,。這是一種即將到來的致命打擊,，在威脅形成之前設計和部署針對性防御措施的時間非常緊迫。

信息安全的保存期是需要考慮的因素之一,。諸如個人身份信息（personally identifiable information, PII）系統(tǒng)等,，需要長期保密性的信息安全保護系統(tǒng)應該盡早實施防護措施，因為今天存儲的信息也許第二天就會被解密,。另一個需要考慮的因素是遷移到全新解決方案所需的時間,。

設計系統(tǒng)應該具有更強的加密敏捷性，也就是說,，準備迅速用備份加密工具替換當前方案,，并且促進最終過渡到能夠對抗量子計算機的密碼系統(tǒng)。此類“量子安全”密碼包括能夠抵御已知量子攻擊的協(xié)議,，并且具有在常規(guī)信息和通信技術平臺上運行的設計功能,。其還包括對數(shù)學密碼分析免疫但需要接入量子通信信道的量子密碼協(xié)議，諸如光纖或自由空間通信等,。重要的是,，這種加密靈活性還有助于做出調整從而預防其他新型威脅,。

當前的風險管理模式和問責機制是否會促成必要的決策和投資？

量子威脅的確定性毋庸置疑,，解決問題的方法也比較明確,，而且最為重要的是我們不能沒有采取任何防備措施就被迫發(fā)動旨在清除威脅的攻勢，因為可能需要數(shù)年時間準備才能建立針對這種威脅的適當防御能力,。

為了應對這種威脅,，減輕具體威脅對象程度只是其中一個方面，我們還可以找到網(wǎng)絡免疫系統(tǒng)存在的弱點,，促使其建立更強大的系統(tǒng),，從而使我們處理快速增長威脅的能力相對于當前得到大幅提高。

確保網(wǎng)絡系統(tǒng)做好準備應對量子計算機時代的挑戰(zhàn)需要使其遷移到全新的加密工具,。這種風險的及時和高效管理開始于理解和評估這些量子漏洞的影響,，制定出減輕這種風險的策略,，并且在技術不斷進步的同時不斷更新這項戰(zhàn)略,。

（平臺編輯：蔣佩華）