量子計算機的發展會破解RSA加密演算法嗎？

(圖片來源於：flickr.com)

量子計算機為什麼會威脅數據安全？

一提及量子計算機，人們自然想到超級快速的性能。量子計算機其實並不難理解，遵循量子力學的原理，進行數學和邏輯運算，存儲和處理量子信息，運行量子演算法，這樣的計算設備，我們就稱之為量子計算機。

然而量子計算機，比傳統計算機在大數分解方面要更先進。一個傳統的計算機使用一位數據，1或者0，而量子計算機使用量子位，可以同時代表0或者1，存在於一種微妙的量子態疊加。

隨著量子計算機的迅猛發展，它的突出的計算能力，雖然可以解決大量運算問題，但是於此同時，以前那些計算機很難破解的加密數據，現在也開始面臨威脅了。

公鑰加密與RSA演算法的破解點？

目前世界上的大多數數字數據，通過公鑰加密保護，這是一種部分依賴於大數字分解的加密方式。RSA的安全性依賴於大數分解，但是否等同於大數分解一直未能得到理論上的證明。 RSA 的一些變種演算法已被證明等價於大數分解。不管怎樣，分解大數是最有效的攻擊方法。

以前，計算機很難分解出這種大數，所以數據按照這種方式傳輸是安全的。前不久，這種方法的兩位先鋒，Whitfield Diffie 和 Martin E. Hellman，獲得了2015年圖靈獎，計算機科學領域的最高獎項。他們的工作支撐著世界上最廣泛應用的RSA加密演算法。RSA加密演算法目前被廣泛應用，在你進行網路連接，或者輸入文字時，都會遇到這種演算法。

量子計算機分解大數都有哪些研究？

麻省理工學院和因斯布魯克大學的計算機科學們，稱他們組裝了第一台量子五個量子位的量子計算機。有一天，它將可以分解任何數字，以至於破解傳統的加密方案。

Peter Shor，麻省理工學院的數學系教授，在1994年，曾經設計了一種演算法通過量子計算機來分解大數，但是沒有方法測試。2001年，Isaac Chuang，麻省理工學院的物理學家和電子工程師，使用這種演算法分解數字15，但是他使用的量子系統，不能在形成比這個更複雜的數字。

在他們最近的工作中，Chuang和他的團隊希望創建一個量子計算機，能夠組成比15更大的數字。並且為這個目標，他們需要一種能夠穩定存儲量子位的量子計算機。

他們使用了一種叫作trap的量子計算機原型。在它裡面，量子位是由電場裡面的一串離子組成，並且使用激光操作。他們需要4個量子位來執行Shor的分解演算法，並且五分之一作為輸出。

Chuang和他的合作者發現，五個原子的量子計算機成功的計算出15的因子。以前，專家們認為這樣計算機最少需要12個量子位來完成。Chuang說，五個離子模型可以分解更大的數，只要離子阱可以容納下量子位。團隊在科學雜誌上發表了它們的研究。

儘管功能性的量子計算機來破解RSA加密似乎還很遙遠，但是這種計算機所具有的威脅，引起了數字安全專家的重視。雖然這項研究有一天將破壞現代數字安全，Chuang的實驗成為了一個指出缺陷的機會，並且讓安全專家在下一代的系統中，找出更好的解決方案。

同樣科學家們也希望量子計算作為一種加密方法，將敏感數據記錄到原子的狀態中去，這樣數據安全，就似乎就只依靠物理定律來保證了。筆者也希望看到未來量子計算在加密方面，也產生一些貢獻，因為加密和解密始終是相互一起矛盾發展著的。

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