“Q日”,即量子计算机开始破解保护互联网大部分内容的加密技术的那一刻,长期以来被归入“遥远的技术风险”这一类别:终会到来,但不需要立即行动。这种假设现在已经不再安全。

今年3月,谷歌公司将2029年设定为其自身后量子密码学的迁移截止日期。这表明,一家真正了解量子硬件发展速度的机构,其判断比美国国家安全局设定的2031年目标以及美国国家标准与技术研究院针对国家安全系统制定的2035年准则都要提前许多年。谷歌表示,之所以加快时间表,是因为量子硬件和纠错技术的进展超出预期,这降低了威胁现有加密体系所需的量子比特数量。

同月,一个由加州理工学院、加州大学伯克利分校和量子初创公司Oratomic组成的研究团队发表了一篇论文,指出能够运行Shor算法(可破解RSA和椭圆曲线加密)的容错量子计算机,可能只需要1万到2.6万个量子比特。这比此前认为需要的数百万量子比特低了近两个数量级。这两条独立的研究路径都得出了同样的结论:硬件门槛比行业预期的要低得多,时间表正在急剧压缩。

无处不在、同时发生

这并非那种某家公司遭遇入侵、其他公司隔岸观火的事件。公钥加密支撑着几乎一切:保护网络会话的传输层安全握手、验证软件更新的数字签名、银行转账所用的密钥交换、让服务器之间相互信任的证书。当这些底层机制崩溃时,所有人都会同时受到影响,因为它们都建立在同一套数学基础之上。

历史上最相近的案例是“千年虫”(Y2K)问题,但千年虫是一个已知的、有明确日期的故障点,它促使整个行业进行了大约两年的协调一致、资金充足的全面整改。而“Q日”正呈现出类似甚至更短的准备周期,但获得的关注却只是当年的一小部分。

此外,许多对手正在采取的“现在收集、日后解密”策略意味着,损害不会等到“Q日”才发生。他们可以在今天截获加密数据,并保存起来,直到解密成为可能。一些企业目前认为安全的数据,实际上可能已经被泄露,只是他们还不知道而已。

零散式打补丁行不通

本能的反应是像对待其他漏洞一样处理:清点系统、打补丁、然后了事。但这种方法在大规模场景下行不通。现代企业运行的不是少数几个权属清晰的应用,而是成千上万个服务,其中许多建立在第三方代码之上,企业无法独立重新架构。依赖链条极其复杂,而整条链的强度取决于其中最薄弱的加密环节。

在2029年之前逐个应用地改造整个体系,并不是一个现实的计划。控制点太多,责任方太多,而对加密技术究竟藏身何处的可见性又太少。

更切实可行的方案是在网络层实现后量子就绪,在这一层,只需升级少数几个控制点,而不必更新成千上万个应用。在承载系统间流量的网络架构上,只需部署一次基础设施更新,就能覆盖原本需要数十个团队和供应商完美协调才能完成的工作。这正是能在2029年之前切实完成迁移、与截止日期到来时仍在进行中之间的区别所在。

承载并保护应用间流量的网络架构,可以用新的加密标准一次性更新,并推广到整个环境中。控制点越少,部署速度越快,对数十个团队按期正确执行的依赖也就越小。这将后量子迁移从一个难以管理的分布式项目,转变为一个集中化的项目。

工作正在推进——但进展缓慢

我与运营商、企业和政府部门的交流表明,量子就绪评估工作已经在进行中。而他们所发现的情况,很大程度上印证了逐应用推进进展缓慢这一判断。

独立研究也证实了这一点。DigiCert公司发布的《2026年量子就绪展望》发现,87%的组织正在规划、测试或实施后量子相关举措,但只有7%的组织在其数字证书的相当比例范围内部署了量子安全或混合加密。

Axiad IDS公司的研究发现,51%的企业安全负责人从未正式测试过其面向公众的基础设施在后量子密钥交换方面的表现,近一半的企业没有指定专人负责这项迁移工作。由Entrust公司赞助的Ponemon研究所研究显示,全球范围内只有38%的组织报告称正在积极向后量子密码学迁移。

意识层面已经很高,但执行层面却陷入停滞,很大程度上是因为企业试图在错误的层面解决这个问题。

现在该做什么

大多数企业的行动力度都不够紧迫。切实可行的起点,不是等待监管强制要求或应用堆栈全面打上补丁,而是现在就从基础设施层面启动评估。这意味着要弄清楚整个网络中加密技术分布在哪些位置,哪些系统可以集中升级,哪些控制点如果率先更新能带来最快、最广泛的覆盖效果。

谷歌设定2029年这一截止日期并非草率之举,而更多研究表明,随着量子技术持续以超预期的速度进步,这一时间表甚至可能进一步提前。那些从今天起就着手构建基础设施层面加密敏捷性的组织,将是在那个日期到来时仍能屹立不倒的组织。

Shaikh是网络即服务公司Graphiant的首席执行官,他为SiliconANGLE撰写了这篇文章。

图片来源:Unsplash

Q&A

Q1:什么是“Q日”?

A:“Q日”指量子计算机发展到能够破解保护互联网大部分内容的加密技术的那个时间点。谷歌已将2029年设定为其后量子密码学迁移的截止日期,比美国国家安全局2031年的目标更早。

Q2:为什么说加密技术面临的威胁比想象中更紧迫?

A:研究显示,能破解现有加密的容错量子计算机可能只需1万到2.6万个量子比特,远低于此前预估的数百万级别。同时“现在收集、日后解密”策略意味着加密数据可能已被截获,只是尚未被破解。

Q3:企业应该如何应对量子计算带来的加密威胁?

A:与其逐个应用打补丁,更可行的做法是在网络层实现后量子就绪,通过升级少数关键基础设施控制点,一次性覆盖整个系统,从而更快、更集中地完成迁移,避免依赖大量团队分散协调。

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