谷歌研究揭示：RSA加密或将在五年内被破解

近日，谷歌的一项研究再次将这一议题推向了风口浪尖——研究显示，量子计算机可能比预期更快地破解广泛使用的RSA加密技术，网络安全的“量子时钟”正在滴答作响。

研究突破：百万量子位不再是遥不可及的梦想
这项由克雷格·吉德尼（Craig Gidney）领导的研究，发布在预印本服务器arXiv上，引发了全球科技界的广泛关注。研究指出，一个2048位的RSA加密密钥——这一在线安全标准的核心——可能在不到一周的时间内被一台拥有不到100万个噪声量子位的量子计算机破解。这一发现与几年前估计的2000万量子比特需求量相比，无疑是巨大的飞跃，标志着量子计算技术在破解加密方面的能力正以惊人的速度提升。

算法与误差修正的双重进步
这一突破并非偶然，而是量子算法和误差修正方法多年进步的结晶。自彼得·肖尔（Peter Shor）在1994年提出量子计算机可以比经典计算机更有效地分解大数以来，科学家们一直在努力确定究竟需要多少量子硬件才能破坏现实世界的加密系统。吉德尼的研究建立在最近的算法突破之上，如使用近似模幂运算，这大大减少了所需的逻辑量子位数量。同时，研究还采用了一种更密集的模型来存储纠错量子位，利用“轭式表面代码”和“魔法状态培养”等技术，进一步减少了所需的物理资源。

现实与理想的差距：百万量子位计算机何时到来？
尽管研究中的硬件描述令人振奋，但现实中，百万量子位的量子计算机仍然是一个遥远的目标。目前，量子计算机的量子位数量仅停留在数百或数千个级别，远未达到百万级别。例如，IBM的Condor和谷歌的Sycamore分别拥有1121和53个量子位，这体现了当前量子计算的最高水平。然而，这并不妨碍量子硬件公司对未来的雄心壮志。IBM已设定目标，与东京大学和芝加哥大学合作，计划在2033年建造一台拥有10万量子比特的量子计算机。而Quantinuum则更进一步，宣布将在21世纪20年代末推出完全容错的通用量子计算机，具体目标是在2029年推出阿波罗系统。

安全隐患加剧：RSA加密面临严峻挑战
RSA和类似的加密系统支撑着世界上大部分的安全通信，从银行业务到数字签名，无处不在。然而，谷歌的研究无疑为这些系统敲响了警钟。随着量子计算技术的不断进步，RSA加密的安全性正面临前所未有的挑战。这一发现进一步强调了向后量子密码术（PQC）过渡的紧迫性。PQC是一种旨在抵御量子计算机攻击的新标准，已被视为未来网络安全的重要防线。

主动规划：为后量子世界做好准备
尽管吉德尼的研究并不表明能够破解RSA加密的量子计算机即将问世，但它无疑为全球安全社区提供了一个明确的信号：是时候为后量子世界做好准备了。这项研究不仅为硬件设计者提供了更现实的目标，缩小了理论攻击和实际威胁之间的差距，还强调了密码学中一个长期坚持的原则：随着技术的进步，破解它的方法也在不断进步。因此，算法的改进和更好的软硬件集成将继续降低潜在攻击者的门槛，使得网络安全成为一场永无止境的竞赛。