Hcash：見證量子計算和後量子密碼的“沖突較量”

1976年提出公共密鑰密碼體制，其原理是加密密鑰和解密密鑰分離。它們的安全根基都系在“一根繩上”——數論中的“大數素因子分解/離散對數”。

當時，由于人們相信僅憑現在的計算機(即使是比現有最強大的超級計算機還快千百萬倍)都難以在數十年甚至上百年之内破譯這些公鑰密碼算法，是以世人一直高枕無憂。

1994年，美國貝爾實驗室的數學家Peter Shor發明了一種破解算法，從理論上證明了這種算法能夠在很短的時間内完成對上面的數學困難問題的求解，進而宣布了現代公鑰密碼在理論上已經不再安全。隻不過他的這個破解算法有一個前提，那就是必須使用“大規模的量子計算機”。

20多年前的技術人員顯然低估了科學技術的發展速度。今天，量子計算的落地速度正在超出很多人的想象，如果稍有不慎，将對現有公鑰密碼體制帶來毀滅性的打擊，網際網路世界甚至也将蕩然無存。

不過，Hcash正在見證量子計算和後量子密碼的“沖突較量”，甚至在區塊鍊的競争中通過後量子密碼的技術突破獲得競争優勢。

量子計算新威脅

說起量子計算機就不得不提起世界上首台量子計算機的開發商——D-Wave公司。D-Wave公司自2007年推出首台量子計算機開始就備受争議。一些學者認為由于量子形态并不穩定，量子計算機隻是在理論層面可行。

不過，随後的事實證明，量子計算并非虛無缥缈，因為D-Wave在2012年獲得亞馬遜創始人貝索斯以及美國中情局旗下投資機構In-Q-Tel的投資。

在2013年，谷歌公司采購了D-Wave生産的世界上第一款商業量子計算機D-Wave Two。随後谷歌、美國宇航局(NASA)和美國大學太空研究協會與甚至D-Wave簽訂為期7年的商業協定，以獲得後者開發的最新量子處理器。

2016年5月谷歌至和NASA甚合建了Quantum AI Lab(量子人工智能實驗室)。D-Wave的量子計算機概念最終風靡全球獲得認可。

量子計算的出現卻威脅着如今日益活躍的區塊鍊技術。要知道，每一個區塊的資料中，都包含了所有交易的記錄以及賬戶身份資訊，交易資訊在區塊鍊中是公開的，賬戶身份資訊是通過非對稱加密算法加密的。

但是區塊鍊的資料安全性基于非對稱加密算法，而目前常用的1024位非對稱加密通過量子計算在幾秒内即可破譯，這大大地威脅到了基于區塊鍊技術的資料庫可信任性，采用區塊鍊技術的金融基礎架構的安全性也是以受到影響。

是以業内流傳着一種觀點——量子計算機可能會遠遠超過當今傳統計算機的處理能力，并且通過舒爾算法（Shor’s algorithm）破解RSA密碼，以及比特币與其他貨币所使用的數字簽名。

真正全功能型量子計算機何時才能出現尚沒有準确的預期，但研究者普遍認為如果目前不采取實質性預防措施，網絡安全體系的崩潰很可能就是不遠将來的确定性事件，而且量子計算威脅的前溯性還将使網絡安全防禦者面臨更加複雜的局面。更别談如今發展的如火如荼的加密技術以及加密貨币。

貓鼠遊戲的對抗

密碼和破解者之間的博弈速來是貓和老鼠之間的巧妙對抗。

事實上，這個威脅業内早已經認識到了。出于對抗量子計算密碼需求的緊迫性，成立于1982年的國際密碼邏輯研究聯合會（InternationalAssociationfor Cryptologic Research）在2006年就已經開始舉辦第一屆後量子密碼技術國際會議。此次會議的成果在集中彙總于2008年出版的《後量子密碼》，該書詳細介紹了後量子密碼研究的幾乎全部潛在領域，在此之後，國際後量子密碼技術的發展也基本上遵循着該書建構的技術架構。

在向後量子密碼系統遷移勢在必行的情況下，相關領域的研究已經在國家之間引發“軍備競賽”。近年來，歐洲國家的“後量子密碼”（PQCrypto）和“安全密碼”（SAFEcrypto）項目和日本的CREST密碼數學項目都取得了顯著成果，美國也在相關政府機構和企業界的推動下，處于後量子密碼研究和應用領域的領先地位。

2016年6月，首屆亞洲抗量子密碼論壇（PQCAsia Forum）我國成都召開。鑒于該領域研究工作的飛速發展，下一屆東道主南韓首爾大學決定将原定于2017年召開的第二屆亞洲抗量子密碼論壇也提前到2016年11月。南韓國防部、南韓國家網絡發展局、以及主管科技教育的政府部門和産業界，如三星電子等均派進階主管也參加了會議。

另外有消息稱，國家标準與技術局後量子密碼算法标準最終将在2021-2023年出台；而考慮到其具備較好的安全性能以及國際網際網路工程任務組已經着手展開了标準化工作，基于雜湊演算法的簽名标準可能會更快地推出。

事實上，也有企業在後量子密碼中尋找到了商機。

Hcash在今年7月獲得了上海交通大學“區塊鍊技術”聯合創新中心的幫助，得到抗量子密碼技術支援。據傳Hcash抗量子密碼在12月就能落地。這次合作能将區塊鍊數字錢包的安全保密機制運用後量子抗性技術，建構更為安全的解決方案。

事實上，從以往的密碼系統标準化發展曆史來看，任何密碼系統都必須在應用過程中增強和完善性能，後量子密碼也不例外。是以，通過新型密碼産品的商業化推廣使用活動，企業界能夠不斷積累和分析使用者資料，進而促進後量子密碼系統安全性能和運作效應的提升。

給火箭套上軌道

說到火箭，多數人想到的隻是快，卻無人想到它背後有嚴密的計算和軌道控制着運作。

量子計算其實就是這個火箭。用一個億億次的經典計算需要一百年，但用一個萬億次的量子計算可能就0.01秒的時間。打一個不恰當的比方，我們的有生之年，電子計算機就是馬車，量子計算機就是汽車，甚至是火箭。

馬車和汽車代表的不僅僅隻是速度不同，更是商業生态以及社會生态的不同。馬車背後代表了農業社會的經濟和社會形态，而汽車代表了工業社會的經濟和社會形态。

量子計算同樣也是如此。量子計算就像是新的“引擎”，代表了新的商業形态和社會形态。蒸汽機的到來引發了第一次工業革命，瓦斯機的到來引發了第二次工業革命，計算機的誕生引發了第三次工業革命，那麼量子計算機的到來很可能會推動第四次工業革命的很多構想真正實作。

量子計算一旦投入使用，許多行業都将受到颠覆性的影響，目前很多看似不可能有太多突破的領域未來都會有很大的改變。就像蒸汽機是工業文明的象征一樣，量子計算機帶來的計算能力的突破将會有類似的意義，量子計算代表了下一代計算引擎的開始。

抗量子密碼，恰恰是給火箭套上不至于失控的軌道。這也是Hcash獲得彎道超車機會的一次重要機會。

原文釋出時間為：2017.11.14

本文作者：深幾度

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