遺棄的“背包代碼”築資訊安全新屏障
- 發佈時間:2015-03-28 01:31:22 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
科技日報北京3月27日電 (記者王小龍)目前的網際網路公共密鑰加密演算法已經複雜到需要幾個月甚至幾年才能破解的程度,但科學家們仍不滿足。美國華盛頓州立大學的兩位數學家日前通過對一種舊演算法進行重新設計,開發出一種能夠經受起量子電腦破譯攻擊的線上安全系統,有望為未來更趨嚴峻的網路安全形勢提供新的選擇。相關論文發表在學術雜誌《斐波那契季刊》上。
從收發郵件到網上聊天,目前我們絕大多數的網際網路活動都處於公共密鑰的保護當中。這個系統基於一種特定的演算法,由於計算能力和時間的限制,要對其進行暴力破解幾乎是不可能的。因此,到目前為止,這種技術還能很好地保證我們的安全。但量子電腦的出現終將讓這一切發生改變。
參與這項研究的華盛頓州立大學數學學習中心主任內森·哈姆林説,量子電腦具有極其強大的運算能力,在它面前目前的網際網路公共密鑰系統幾乎形同虛設。而目前絕大多數資訊的加密和解碼過程都是基於這種公共密鑰來進行的。雖然,不少科學家認為目前真正意義上的量子電腦還未問世,但未雨綢繆總不是件壞事。
為了應對量子電腦的挑戰,保障未來網際網路資訊安全,哈姆林和退休數學教授威廉·韋伯將目光投向了一種被長期遺棄的代碼——背包代碼。背包代碼的設計來自於一個名為背包問題的理論難題,最早可追溯到1879年。該問題可以描述為:給定一組物品,每種物品都有自己的重量和價格,在限定的總重量內,我們如何選擇,才能使得物品的總價格最高。這種問題經常出現在商業、組合數學,計算複雜性理論、密碼學和應用數學等領域中。20世紀70年代時,這個概念被用來創建所謂的背包代碼。背包代碼當時也曾被建議用來作為公共密鑰的加密工具,但之後卻被兩個不同的方法攻破,人們也就此對其失去了興趣。
哈姆林和韋伯認為,背包代碼是一個簡單優雅的代碼,只是有一些損壞而已。為了使其達到量子水準,並成為一種新型公共密鑰加密工具,他們對代碼的編碼系統進行了重新設計。哈姆林説:“我們使用交替的方式來替代數字。我們在基本層面上對這一代碼進行了修改,修復了很多漏洞和薄弱環節。經過測試,我們認為這種代碼是安全可靠的,能夠滿足未來量子計算的需要。”
實際上,他們創造了一種新的、比十進位和二進位系統更複雜的數字系統。通過使用複雜的數字串,新的背包代碼甚至能夠經受起來自量子電腦的攻擊。
韋伯説,下一步他們還需要進行更多的外部測試,再對代碼進行微調,以使其更加安全可靠。
總編輯圈點
量子電腦以超級安全的加密能力著稱於世。有子之盾,必有攻子之矛。任何一項科技都不能確保只掌握在正義者的手裏,所以未雨綢繆,同步開發能防禦量子電腦攻擊的線上安全系統也是符合矛盾論哲學規律的。仔細想來,針對未有之矛造未有之盾的難度一定不小,畢竟量子電腦本身還處在非常初級的發展階段。但耐人尋味的是,很多現實和未解的難題與困境,最終都不可思議地殊途同歸,被追蹤溯源到供世人仰視的“數學”。
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