華盛頓大學(xué)的數(shù)學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一種加密代碼，可以抵御量子計(jì)算機(jī)能力級(jí)別的黑客攻擊。

使用高等數(shù)論和密碼學(xué)原理，研究者們重新設(shè)計(jì)了名為knapsack的一種老舊的不知名加密算法，以給未來的網(wǎng)絡(luò)安全需求創(chuàng)造更好的環(huán)境。研究成果被刊登在The Fibonacci Quarterly期刊上。

量子計(jì)算時(shí)代即將到來

量子計(jì)算機(jī)工作在亞原子層面上，從理論上講，能提供百萬倍乃至千萬倍于當(dāng)今硅基計(jì)算機(jī)的算力。包括谷歌的幾家公司都在競(jìng)相展開相關(guān)研究。

研究項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人表示，目前的網(wǎng)絡(luò)安全模式完全不敵量子計(jì)算機(jī)。未來，進(jìn)行網(wǎng)購(gòu)或者第三方支付都有可能受到量子計(jì)算機(jī)的威脅。

量子計(jì)算機(jī)完全有能力破解當(dāng)今的公鑰密碼體系：基于大數(shù)不可分解理論基礎(chǔ)上的公鑰加密、私鑰解密。公鑰密碼學(xué)至今表現(xiàn)不錯(cuò)，然而量子計(jì)算機(jī)可以極快地分解這些大數(shù)。類似knapsack這樣的算法難題有可能緩解未來的情況。另外，幸運(yùn)的是，近些年的重大數(shù)據(jù)泄露案例顯示，很多攻擊都是基于社會(huì)工程學(xué)，而并非直接破解公鑰密碼。

海姆林和韋伯

新型公鑰

為了保護(hù)未來的網(wǎng)絡(luò)信息，研究者們翻出了早已被棄置的knapsack算法。為了將其改造到量子算力層面上，并使用其作為未來公鑰加密的方式，研究者們?yōu)樗惴ㄔO(shè)計(jì)了一套新的數(shù)學(xué)系統(tǒng)。

研究者使用了多種方式來表示數(shù)字，以替代目前社會(huì)一成不變的二進(jìn)制和十進(jìn)制計(jì)數(shù)模式。通過使用非常復(fù)雜的數(shù)字串，研究者們制造了knapsack的一種全新版本，能夠抵御常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)攻擊，他們希望這套新版knapsack能夠?yàn)榱孔訒r(shí)代的公鑰密碼體系提供新的選擇。

knapsack算法

knapsack是一個(gè)誕生于1897年的數(shù)論難題，在基本形式上非常難解。

研究者解釋稱，knapsack難題的問題是，如果有一個(gè)大數(shù)(knapsack)和很多小數(shù)(objects)，小數(shù)集合的哪個(gè)子集能夠完美構(gòu)成大數(shù)。該難題被用于構(gòu)成knapsack算法。

在上世紀(jì)70年代，knapsack算法被提出作為公鑰加密的手段，但自從它被用兩種不同的方式破解后，人們對(duì)它喪失了興趣。

研究人員把knapsack帶回前臺(tái)起源于一場(chǎng)思維訓(xùn)練。

Knapsack算法簡(jiǎn)潔優(yōu)美，但已經(jīng)被破解，研究人員們最初嘗試對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，以恢復(fù)其安全性。他們對(duì)算法的基礎(chǔ)層面進(jìn)行了修復(fù)，補(bǔ)上了很多弱點(diǎn)，比如以前的格約簡(jiǎn)漏洞。研究人員認(rèn)為該算法現(xiàn)在已經(jīng)能夠提供量子層面上的安全保障。

盡管該算法還需要進(jìn)一步的外部測(cè)試，其仍舊有可能成為未來網(wǎng)絡(luò)交易的基礎(chǔ)。

每次通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送加密消息，就需要一個(gè)公鑰密碼，此算法是新型公鑰算法的候選項(xiàng)之一。