【问题标题】:Cryptography in Q# - Is it possible?Q# 中的密码学 - 有可能吗?
【发布时间】:2018-09-07 16:41:33
【问题描述】:

标题说明了一切。

由于量子计算机被认为是下一件大事,我认为这些系统的运行速度应该足以以“蛮力”方式解密文件/应用程序。 是否可以?什么时候可以?

【问题讨论】:

    标签: cryptography q#


    【解决方案1】:

    量子计算机的运行方式与经典计算机不同,而不是更快或更慢。对于某些问题,它们比最知名的算法快得多,而对于其他问题,如果它们可以工作,它们会更慢。

    对于解密,有用于攻击某些特定密码的量子算法。最著名的可能是 Shor 算法,它在足够大的量子计算机上可以让你有效地分解大数,从而破坏 RSA。破解 RSA 需要数千个高质量的量子比特,因此在未来几年内不会出现这种情况。从长远来看,我自己不会尝试去猜测这样的量子计算机何时可用,尽管其他人可能更有信心。

    还有对其他密码的量子攻击,包括椭圆曲线密码学。好消息是,后量子密码学是一个活跃的研究领域,并且已经有了一些有希望的发展。此外,当今使用的大多数对称密码都是抗量子的。虽然量子计算机上的蛮力搜索时间在理论上会随着可能密钥数量的平方根而扩展,但将密钥大小加倍可以巧妙地解决这个问题。

    在 Wikipedia 上有很好的资源:@​​987654321@ 和 https://en.wikipedia.org/wiki/Post-quantum_cryptography。 Microsoft Quantum 示例存储库包括 Q# implementation of Shor's algorithm

    【讨论】:

      【解决方案2】:

      量子计算机对当今加密数据的威胁是真实存在的。请参考《Harvest now Decrypt later attack》。

      • 您可以在 Q# 中实现 Shor 算法。 Shor 算法对 非对称密钥加密。
      • 您还可以在 Q# 中实现 Grover 算法。 Grover 的算法使用蛮力/未排序搜索来搜索对称密钥。

      自 2018 年最初回答此问题以来,后量子密码学 (PQC) 已经取得了很大进展。NIST 正在推动一个标准化流程来识别 PQC 算法。这些 PQC 算法将取代基于 RSA/ECC 的 DHE/DSA/LEM 算法。

      不仅仅是“什么时候可能?” - 我们现在必须采取行动,因为威胁是真实存在的,而且我们今天所知道的加密数据可能正在被被动获取(我们不会知道)。社会保障 ID(在美国)和类似信息等数据元素的保质期超过 7 到 10 年。

      【讨论】:

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