微软和亚马逊的量子计算进展给加密带来新的风险

微软、亚马逊和谷歌都宣布了量子计算的最新进展，这可能会加速现有加密标准的淘汰。这些发展表明，解决量子计算对现有加密协议造成的漏洞将变得越来越重要。在技术竞赛中处于领先地位的是那些正在推进量子计算技术的人，这是最强大的技术，能够轻松解密保护互联网安全和数据隐私的加密机制。

另一方面，一些研究人员和网络安全专家正在致力于开发后量子密码学 (PQC)，这是一种能够轻松处理量子系统计算能力的新一代加密技术。组织和政府必须优先考虑抗量子加密系统，以确保其数据和数字通信的长期安全，尤其是当量子时代比预期更接近实现时。

尽管量子解密和抗量子加密的竞争比以往任何时候都更加激烈，但全球网络安全基础设施的竞争需要战略投资和主动措施。该领域的量子计算取得了重要进展，亚马逊网络服务 (AWS) 宣布推出首款量子计算芯片 Ocelot，这代表着在追求实用量子计算方面迈出了重要一步。

该领域最关键的挑战之一是纠错。亚马逊网络服务声称，使用 Ocelot 可以将量子纠错成本大幅降低 90%，从而加快实现容错量子系统的进程。未来，纠错将继续成为量子计算的重要障碍。这是因为量子系统本质上很脆弱，而且极易受到环境干扰的影响，例如温度波动、电磁干扰和环境振动。

由于这些外部因素，量子操作会面临大量计算错误，这使得维持其稳定性和可靠性变得极具挑战性。量子计算研究正在迅速发展，这意味着像 Ocelot 这样的创新可以在帮助缓解这些挑战方面发挥关键作用，为未来更强大、更可扩展的量子计算铺平道路。

如果一台足够先进的量子计算机能够使用 Shor 算法或任何潜在的增强算法，那么它就有可能利用 Shor 算法在 24 小时内解密现有的公钥加密协议，例如 RSA 2048。随着量子计算的出现，现代网络安全框架将被彻底颠覆，使当前的加密机制失效。

任何在“先收获，后解密”策略下未经授权获取和存储的加密数据的加密将完全提供给拥有此类量子计算能力的人。互联网通信、数字签名和金融交易的严重破坏将导致数字生态系统的严重信任破坏，从而导致信任严重丧失。这种威胁的必然性并不取决于 PKE 被破坏的具体方式，而是取决于具有足够能力的量子系统首先能够实现这一结果的确定性。

因此，为了应对这些威胁，美国国家标准与技术研究所 (NIST) 一直是开发先进加密协议的领跑者，这些协议旨在抵御基于量子的攻击。后量子密码学 (PQC) 是一项基于数学结构的举措，人们认为这些结构不受量子计算攻击的影响，也是这项努力的产物。

为了确保数字基础设施的长期安全，必须用 PQC 取代 PKE。然而，人们对情况的紧迫性的认识仍然有限，许多利益相关者仍然没有意识到量子计算对网络安全的潜在影响，因此没有意识到它的潜力。

随着到 2025 年抗量子加密技术的发展变得越来越重要，它将在提高我们对这些方法的理解、加速其采用并确保全球网络安全标准安全方面发挥越来越重要的作用。要使加密方法有效，它必须具有在合理时间内无法破解的计算不可行算法。这些方法允许安全加密和解密，从而确保授权方的数据保密。然而，没有一种加密是永远完全不可破解的。

一台足够强大的计算机最终会破解任何加密协议。由于这一现实，加密标准在过去三十年中不断发展，因为计算技术的进步已经使许多以前的加密方法过时。例如，在 20 世纪 90 年代的“加密战争”中，争论的焦点是 1024 位密钥加密，但由于现代计算能力的提高，这种加密方法已不再适用。

近年来，各大科技公司纷纷宣布，破解加密技术的能力将实现前所未有的飞跃。亚马逊网络服务、谷歌和微软都宣布，量子计算技术将大幅提升计算能力。谷歌于 12 月推出了“Willow”，微软于 2 月宣布推出“Majorana 1”，这标志着计算能力的大幅提升。

几天后，亚马逊宣布推出“Ocelot”量子计算机。这些突破都代表着量子计算技术发展的重要而独特的进步，这项技术从根本上重新定义了处理器的设计方式。

与传统计算系统相比，量子系统基于完全不同的原理，因此其效率呈指数级增长。显然，量子计算的进步正在加速一个将对加密安全产生深远影响的时代的到来，网络安全实践需要紧急调整以应对这些进步。

近年来，量子计算在计算能力方面取得了巨大进步。它带来了其他任何技术都无法比拟的计算能力的非凡飞跃。就像任何对我们的世界产生影响的技术突破一样，它意味着什么尚不确定。

然而，有一个方面正变得越来越清晰：正如谷歌和微软的声明所言，定义当前不可行的计算障碍将减少为可以在几秒钟内解决的问题。在数据安全方面，这一变化具有深远的影响。一旦量子计算机被广泛使用，它们将非常容易地解锁加密信息。能够在几秒钟内破解现代加密协议的能力对各行各业的数字隐私和安全构成了严重威胁。

为了应对这一情况，人们已经开始开发抗量子加密解决方案。后量子密码 (PQC) 计划的一个关键方面是 NIST 自 2016 年以来一直担任领导角色，因为它多年来在制定加密标准方面发挥了历史性作用。NIST 于 8 月发布了首批三项最终确定的后量子加密标准，这是全球网络安全工作的一个重要里程碑。

包括微软、亚马逊网络服务 (AWS) 和谷歌在内的主要科技公司不仅为量子计算的发展做出了贡献，而且还积极参与 PQC 解决方案的开发。谷歌一直在与 NIST 合作开发能够抵御量子攻击的加密方法。这些组织一直在与 NIST 合作开发能够抵御量子攻击的加密方法。8 月份，微软提供了有关其 PQC 工作的最新信息，随后是 AWS 和微软。

这些举措早在最新量子硬件出现之前就已经存在，但它们有力地提醒我们，应对量子计算带来的挑战需要全面和持续的承诺。然而，建立加密标准并不能保证被广泛采用，因为它并不等同于广泛部署。作为过渡的一部分，将涉及大量的时间和精力，特别是确保它顺利融入日常应用，如网上银行和安全通信，从而使这一过程更加复杂和耗时。

由于大规模实施和部署新加密技术所带来的挑战，新加密技术的采用历来历时数年。鉴于这一事实，我们为量子时代做好准备的紧迫性怎么强调也不为过。公司的战略规划和系统设计必须积极主动地考虑 PQC 问题。越来越明显的是，所有组织都必须解决 PQC 问题，而不是拖延它。

此外，加密实施本身就是一个复杂且容易出错的过程。为了使网络安全领域能够成功抵御基于量子的威胁，必须在各个方面做出协调一致的持续努力。加密领域即将出现许多令人兴奋的事情，既迅速又极具挑战性。随着量子计算的出现，当前的加密协议面临着生存威胁，这意味着无法快速果断做出反应的组织将遭受严重的安全漏洞，因此确保数字安全的未来势在必行。

新闻链接：

https://www.cysecurity.news/2025/03/microsoft-and-amazons-quantum-progress.html

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