众所周知,量子计算机能够在多项式时间内破解各种各样的密码算法,以前认为这些算法只能通过随着密钥的位大小呈指数增长的资源来解决。Shor算法就是一个例子。
但是,据我所知,并非所有问题都属于此类。关于为量子计算机制造难题,我们可以阅读
研究人员已经开发出一种计算机算法,该算法不能解决问题,而是为了评估量子计算机而创建问题。
我们还能期待一种即使使用量子计算机也很难破解的新密码算法吗? 为了清楚起见:这个问题专门针对新算法的设计。
众所周知,量子计算机能够在多项式时间内破解各种各样的密码算法,以前认为这些算法只能通过随着密钥的位大小呈指数增长的资源来解决。Shor算法就是一个例子。
但是,据我所知,并非所有问题都属于此类。关于为量子计算机制造难题,我们可以阅读
研究人员已经开发出一种计算机算法,该算法不能解决问题,而是为了评估量子计算机而创建问题。
我们还能期待一种即使使用量子计算机也很难破解的新密码算法吗? 为了清楚起见:这个问题专门针对新算法的设计。
Answers:
你的问题的标题请求是不可能被破解的技术,到了一次一密(OTP)是正确答案,如在其他的答案中指出。OTP在信息理论上是安全的,这意味着在查找消息时,对手的计算能力不适用。
但是,尽管从理论上讲是完全安全的,但OTP在现代密码学中的使用却有限。在实践中很难成功使用。
重要的问题确实是:
我们还能期待一种即使使用量子计算机也很难破解的新密码算法吗?
非对称加密包括公共密钥加密(PKE),数字签名和密钥协商方案。这些技术对于解决密钥分发和密钥管理问题至关重要。密钥分发和密钥管理是不可忽略的问题,它们在很大程度上阻碍了OTP在实践中的使用。如果没有能够从不安全的通信通道创建安全的通信通道的能力,今天的互联网将无法运行,这是非对称算法提供的功能之一。
Shor的算法对于解决整数分解和离散对数的问题很有用。这两个问题为广泛使用的方案(例如RSA和Diffie-Hellman)的安全性提供了基础。
NIST 目前正在评估后量子算法的提交内容,后量子算法是基于被认为可以抵抗量子计算机的问题的算法。这些问题包括:
应该注意的是,可能存在解决上述问题的经典算法,只是这些算法的运行时间/准确性对于实际解决大型实例是不允许的。当给定解决订单查找问题的能力时,这些问题似乎无法解决,而这正是Shor算法的量子部分所要做的。
当搜索未排序的列表时,Grover的算法可提供二次加速。这实际上是强行使用对称加密密钥的问题。
与解决Shor算法相比,解决Grover算法相对容易:只需将对称密钥的大小加倍。256位密钥可为使用格罗弗算法的对手提供128位的抵抗暴力的能力。
Grover的算法还可用于哈希函数。再次解决方案很简单:将哈希输出的大小加倍(如果您使用的是基于海绵构造的哈希,则将容量加倍)。
我想有一种使用量子计算机无法破解的加密方式:一次性密码锁,例如Vigenère密码。这是带有键盘的密码,该密码至少具有编码字符串的长度,并且只能使用一次。即使使用量子计算机也无法破解该密码。
我将解释原因:
假设我们的明文是ABCD
。对应的键可以是1234
。如果对它进行编码,则会得到XYZW
。现在,您也可以使用1234
获取ABCD
或4678
获取EFGH
可能是有效句子的内容。
因此,问题在于没有人可以决定您的意思是ABCD
或EFGH
不知道您的钥匙。
可以破解这种加密的唯一原因是用户很懒,并且两次使用了密钥。然后您可以尝试破解它。其他问题是,如@peterh所说,一次性键盘需要共享一个秘密频道
是的,对于后量子密码算法,有许多建议可以提供我们习惯的密码原语(包括使用私钥和公钥的非对称加密)。