量子计算会让所有密码失效吗?在7月30日发表的一篇论文中,密码学家对后量子加密SIKE算法的毁灭性攻击进行了阐述和分析。
多年来,美国国家标准与技术研究所的研究人员一直在研究PQA算法。

该算法被高度视为第四轮NIST PQA过程研究的候选算法,受到AWS、Cloudflare、Google等大型科技公司的青睐。这些行业巨头正在他们的云计算基础设施上试验和部署SIKE算法。
英国量子加密服务提供商Arqit公司首席密码学家Daniel Shiu指出,此次攻击表明,最安全的SIKE实例的密钥可以用单核量子计算机在一天内破解,而在传统计算机上破解这些密钥可能需要数百万年。
错误问题的错误答案
NIST PQA进程源于互联网上对现有密钥建立和认证方法的“插件”替代需求。事实证明,迁移到对用户干扰最小的量子安全密码系统,很难达到这个目的。无论是在带宽、计算、代码库大小还是它们的组合方面,PQA方法都比它们以前的方法需要更多的资源。

现有的互联网协议不适合新算法,因此正在考虑对互联网通信进行重大变革。从这个角度来说,思科攻击特别痛苦,因为它是目前为止带宽属性最好的PQA。除了标准之外,在代码中安全地实现复杂的新思想、将代码集成到产品中以及让用户远离遗留产品方面也存在挑战。
所有这些努力都是为了尽可能地接近“插件”替代的梦想,但首先需要考虑的是采用现有方法的原因,以及它们如何随着互联网的变化而发展。公钥加密在20世纪90年代初被引入互联网,当时大多数流量仍然基于企业大型机,只有一些零星的连接,其服务可能一次几天或几周不可用。
证书的公钥基础结构允许密钥建立和身份验证以被动的方式离线进行,因此证书颁发机构不必在任何时候都可用。此后,互联网经历了个人电脑和拨号上网的AOL时代,笔记本电脑和Wi-Fi时代,智能手机和服务器农场,现在正向物联网发展。核心互联网确保非常可靠的连接和可用性,而轻量级边缘设备则推动降低带宽、计算负担和内存占用。

世界各地的主要互联网服务提供商敏锐地意识到这些变化,并一直在施加影响,以减少公钥加密的使用,并使用联合身份验证方法和会话票证来更新密钥,而不是使用公钥加密。TLS1.3标准在与不使用公钥加密建立的密钥的兼容性方面尤其具有前瞻性。当这些方法在对称密码学成熟可靠的方法中成立时,它们也是量子安全的方法。
更强大、更简单的加密
对称加密比公钥加密更健壮,在带宽、计算和内存占用方面也更高效。当人们开始考虑物联网的应用时,这些对互联网智能手机和服务器时代的需求成为关键需求。虽然它最初被认为是一种需要共享密钥的批量加密方法,但现在对称密码也可以使用哈希消息验证码来提供验证,并使用Kerberos等方法来建立密钥。
由于需要可靠的连接和密钥分发中心的可用性,在20世纪90年代,对称密钥的建立并不被认为是解决不可靠互联网的好方法,这些担忧在21世纪消失了。尤其是云计算时代,允许去中心化的密钥管理服务,在全球范围内具有极高的可用性和低延迟。您可以使用方法将信任从中介服务中分离出来,并提供端到端的安全性。该对称密钥建立方法具有鲁棒性、高效性、量子安全性以及与TLS和IPsec等现有标准良好集成的优点。
智能城市和无人驾驶汽车的演示表明,当前系统可以快速过渡到这些方法,并最大限度地减少对现有服务和用户的干扰。MQTT使部署新的物联网变得更加容易,而没有PKI的负担。节省了能耗和内存需求,降低了成本,延长了设备的使用寿命。这些好处反过来扩大了用例的范围,增加了物联网的价值。因此,人们需要的只是摆脱这个错误的、无法实现的梦想,即找到一种新的替代方式来解决90年代的互联网问题。


