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양자 컴퓨팅이 큰 수의 분해와 같은 문제의 해결 속도를 기하급수적으로 높일 수 있지만 현재 양자 컴퓨팅이 모든 어려운 수학 문제를 해결할 수 있습니다. 연구원들은 이러한 문제를 기반으로 암호화 알고리즘을 설계했으며 이러한 암호화 알고리즘이 양자 공격에 저항하여 포스트양자 암호화를 형성한다고 믿었습니다.
최근 제3회 Yanqi Lake 국제 포스트 양자 암호법 표준화 및 응용 심포지엄 및 포스트 양자 기술 성과 컨퍼런스에서 Tsinghua University Yau Shing-tung Mathematics Center 교수와 Beijing Yanqi Lake Institute의 Ding Jintai 교수가 응용수학(Applied Mathematics)은 양자컴퓨팅의 발전으로 오늘날 네트워크 보안 신뢰의 기반인 현대 공개키 암호화가 미래에는 완전히 전복될 수 있다고 지적했다. 이를 위해 회의에 참석한 전문가들은 양자암호 알고리즘에 저항할 수 있는 '포스트양자암호' 연구와 보급을 강화하고유로벳, 미래 사이버공간 보안을 보장하기 위한 포스트양자암호 표준을 수립할 것을 촉구했다.
양자 컴퓨팅의 발전이 현대 공개 키 암호화를 완전히 전복시킬 수 있는 이유는 무엇입니까? 포스트퀀텀 암호화는 현대 공개키 암호화와 어떻게 다릅니까? 중국은 왜 자체 양자후암호 표준을 수립하려고 합니까? 기자들은 이러한 질문을 갖고 관련 전문가와 인터뷰를 진행했다.
양자 컴퓨팅의 슈퍼 컴퓨팅 성능이 현대 공개 키 암호화의 보안을 위협합니다.
“현대 공개 키 암호화의 보안은 수학적으로 어려운 문제의 계산 복잡성에 달려 있습니다. 공개 키 알고리즘은 . ” 과학 기술 대학 Guodun Quantum Technology Co., Ltd.(이하 Guodun Quantum) 제품 연구 개발 센터의 수석 기술 전문가 Zhao Yukang 박사는 Science and Technology Daily에 다음과 같이 말했습니다. 현대 공개 키 암호화는 1970년대에 탄생했으며 기본 아이디어는 다음과 같습니다. 수학을 기반으로 합니다. 위의 어려운 계산 문제는 암호화용 키와 복호화용 키 쌍을 생성합니다. 제한된 컴퓨팅 리소스와 컴퓨팅 시간으로 인해 암호화 키에서 복호화 키를 도출하는 것은 많은 양의 계산이 필요하고 실제로 매우 어렵기 때문에 비밀번호의 보안이 보장됩니다.
Zhao Yukang은 일반적으로 공개 키 암호화 설계에 적용되는 가장 대표적인 수학적 어려움에는 소인수화유로벳, 이산 로그, 타원 곡선 등이 포함된다고 말했습니다. 가장 대표적인 공개키 암호화 방식으로는 RSA, ElGamal, ECC 등이 있습니다.
공개 키 암호화는 주로 암호화 및 복호화, 키 배포, 디지털 서명 및 인증 등에 사용됩니다. 이는 디지털 보안을 보장하는 데 매우 중요합니다. 예를 들어, 디지털 서명 및 인증은 사무실 터미널, 사물 인터넷 터미널 등의 신원 및 동작에 대한 신뢰 보장을 설정할 수 있으며 암호화 및 암호 해독은 데이터 전송에 대한 제한된 암호화 또는 대칭 키 배포 보장을 제공할 수 있습니다. ”Zhao Yukang이 말했습니다.
양자 컴퓨터의 급속한 발전은 현대 공개 키 암호화에 도전 과제를 제기할 수 있습니다. “양자 컴퓨터는 특정 복잡한 컴퓨팅 문제의 해결 속도를 기하급수적으로 또는 다항적으로 가속화할 수 있기 때문에 현대 공개 키 암호화는 양자 컴퓨팅 기술에 의해 완전히 전복될 가능성이 높습니다. ” Zhao Yukang은 Shor의 양자 알고리즘을 예로 들면 다항식 시간에 큰 정수 분해 및 이산 로그 솔루션과 같은 복잡한 수학적 문제를 해결할 수 있으므로 RSA, ECC와 같이 널리 사용되는 공개 키 비밀번호를 빠르게 해독할 수 있다고 말했습니다. , 그리고 엘가말.
“예를 들어 400비트 큰 정수를 분해하려면 기존 컴퓨터에는 약 5×10^22 연산이 필요한 반면, 양자 컴퓨터에는 약 6×10^7 연산만 필요합니다. 전자에 필요한 작업 수는 전자의 80조분의 1에 불과합니다. ”Zhao Yukang이 말했습니다.
Zhao Yukang은 최근 몇 년 동안 양자 컴퓨터 하드웨어가 급속히 발전했으며 다양한 양자 컴퓨터가 연속적으로 양자 컴퓨팅 우위“를 달성했다고 말했습니다. 특정 양자 알고리즘과 결합하면 현대 공개 키 암호화에 더욱 직접적이고 긴급한 위협이 될 수 있습니다. 유로벳
새로운 복잡한 문제를 기반으로 양자 컴퓨터가 해독할 수 없는 코드 구축
“양자 컴퓨팅은 큰 숫자의 분해와 같은 문제의 해결 속도를 기하급수적으로 높일 수 있지만 현재로서는 양자 컴퓨팅이 격자 문제, 비선형 방정식 문제 풀기, 오류 정정 코드의 일반적인 디코딩 문제 등과 같은 모든 문제를 해결할 수 있다는 증거입니다. ” Zhao Yukang은 연구원들이 이러한 어려운 문제를 기반으로 암호화 알고리즘을 설계했으며 이러한 암호화 알고리즘이 양자 공격에 저항하여 PQC(포스트 양자 암호화)를 형성한다고 믿었습니다.
“포스트 양자 암호화는 알려진 양자 컴퓨팅 공격에 저항할 수 있는 최신 공개 키 암호화를 의미합니다. 이 유형의 암호화 알고리즘의 보안도 계산 복잡성에 따라 달라집니다. 복잡한 문제. ”Zhao Yukang은 현재 양자 컴퓨팅이 이러한 문제를 해결하기 어렵다고 말했으며 과학자들은 양자 컴퓨팅이 오랫동안 이러한 문제를 해결하기 어려울 것이라고 믿고 있습니다. 중국과학원 양자정보 핵심연구소 궈궈핑(Guo Guoping) 교수는 현재 양자컴퓨팅이 일부 포스트양자 코드를 해독하는 것은 어렵지만 양자컴퓨터의 급속한 발전으로 인해 “높은 길과 하이데빌' 둘 사이. 한발”의 상황.
포스트양자암호의 적용 범위는 현대 공개키 암호와 유사하며, 정무, 금융, 통신, 데이터, 에너지 및 기타 분야에서 사용될 수 있습니다. “그러나 포스트퀀텀 암호화의 보안 분석은 여전히 복잡한 문제라는 점에 유의해야 합니다. ”Zhao Yukang은 한편으로는 포스트 양자 암호화 알고리즘의 설계에서 기반이 되는 원래의 계산적으로 어려운 문제에 대한 변경이 필요한 경우가 많다고 설명했습니다. 이러한 변화로 인해 알고리즘의 보안이 수학적으로 어려운 문제와 동일하지 않게 될 수 있으며 보안 분석도 더욱 복잡해집니다.. 반면, 기존 포스트 양자 암호화는 알려진 유형의 양자 공격의 하위 집합에 대해 설계되었으며 새로운 양자 공격이나 기존 공격에 면역되지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 2022년 7월 NIST(국립표준기술연구소)는 CRYSTALS-Kyber, CRYSTALS-Dilithium, FALCON 및 SPHINCS+를 포함한 최초의 4가지 포스트 양자 암호화 알고리즘을 발표했습니다. 같은 해 12월, 스웨덴 왕립기술연구소(Royal Institute of Technology)의 연구원들은 공격자가 사이드 채널 공격을 시작하는 데 사용할 수 있는 CRYSTALS-Kyber의 특정 구현에서 보안 취약점이 발견되었다는 문서를 발표했습니다.
“사실 중국은‘양자 보안’을 달성하기 위한 또 다른 중요한 기술 경로인 양자 암호화 분야에서 우위를 점하고 있습니다. 양자암호의 실용화 가능성이 가장 높은 양자키분배(QKD) 분야에서 우리나라는 기술과 응용 모두에서 선두를 달리며 세계적으로 잇따른 성과를 거두고 있다. ”Zhao Yukang이 말했습니다.
표준 확립은 포스트퀀텀 암호화 구현을 위한 전제 조건입니다.
Zhao Yukang은 모든 암호화 알고리즘의 설계는 최종 애플리케이션을 위한 것이며 표준은 다음을 수행할 수 있는 기술이라고 믿습니다. 산업화와 규모를 향해 나아가고 상업적 구현을 위한 중요한 전제 조건을 달성합니다.
Zhao Yukang의 견해에 따르면 미국, 일본, 한국, 유럽 및 기타 국가와 지역은 현재 포스트퀀텀 암호화에 대한 표준화 작업을 수행하고 있는 반면, 중국은 이와 관련하여 늦게 시작했습니다. 표준의 형성 자체도 기술 혁신의 과정입니다. 완벽한 표준은 과학 기술 혁신 성과의 산업화와 적용을 가속화하고 과학 기술 성과가 실제 생산성으로 전환되는 것을 가속화할 수 있습니다.
Zhao Yukang은 기자들에게 포스트양자암호는 키 길이, 알고리즘 구조 등에서 기존 암호와 많은 차이가 있고 양자 키 분배보다 응용 시스템과의 인터페이스가 더 많기 때문에 기존 공개 키 암호화 알고리즘에서 포스트퀀텀 암호화 알고리즘으로 마이그레이션하는 것은 엄청난 작업입니다. “전문가의 추정에 따르면 이 마이그레이션 프로세스는 약 10&-15년이 소요됩니다. 포스트퀀텀 암호화 알고리즘이 가능한 한 빨리 표준화되어야만 우리는 초기 적용에 대비하고 양자 컴퓨팅 공격에 맞서 싸울 수 있습니다. ”Zhao Yukang이 말했습니다.
우리나라는 양자키분배로 대표되는 양자암호학 분야에서 “ 국제 연구의 . “예를 들어, 포스트 양자 암호화는 초기 신원 인증에 사용될 수 있으며, 완료되면 생성된 후속 양자 키는 장기적으로 안전합니다. ” Zhao Yukang은 이전에 중국 과학 기술 대학, 운남 대학, 상하이 교통 대학, Guodun Quantum 및 기타 단위가 세계에서 인증을 위한 양자 암호화 사용을 탐색하는 데 앞장섰다고 덧붙였습니다. 이 솔루션은 사전 설정된 키의 핵심 문제를 효율적으로 해결하는 효과적인 방법을 제공합니다.
“우리 나라의 포스트 양자 암호화 표준화 추진이 늦게 시작되었지만 유럽과 미국 국가의 성숙한 경험을 참고할 수 있습니다. 동시에 산업계유로벳, 학계, 연구 간의 협력을 강화해야 하며, 관련 부서의 지도와 지도 하에 학계, 산업계 및 기타 당사자의 힘을 통합하여 중국 자체의 포스트 양자 암호화 표준을 조속히 마련해야 합니다. 가능한 한. ”Zhao Yukang이 말했습니다.
