遗弃的“背包代码”筑信息安全新屏障 美研制出能“忍受”量子计算机攻击的新型加密算法

    目前的互联网公共密钥加密算法已经复杂到需要几个月甚至几年才能破解的程度，但科学家们仍不满足。美国华盛顿州立大学的两位数学家日前通过对一种旧算法进 行重新设计，开发出一种能够经受起量子计算机破译攻击的在线安全系统，有望为未来更趋严峻的网络安全形势提供新的选择。相关论文发表在学术杂志《斐波那契 季刊》上。
    从收发邮件到网上聊天，目前我们绝大多数的互联网活动都处于公共密钥的保护当中。这个系统基于一种特定的算法，由于计算能力和 时间的限制，要对其进行暴力破解几乎是不可能的。因此，到目前为止，这种技术还能很好地保证我们的安全。但量子计算机的出现终将让这一切发生改变。
    参 与这项研究的华盛顿州立大学数学学习中心主任内森·哈姆林说，量子计算机具有极其强大的运算能力，在它面前目前的互联网公共密钥系统几乎形同虚设。而目前 绝大多数信息的加密和解码过程都是基于这种公共密钥来进行的。虽然，不少科学家认为目前真正意义上的量子计算机还未问世，但未雨绸缪总不是件坏事。
    为 了应对量子计算机的挑战，保障未来互联网信息安全，哈姆林和退休数学教授威廉·韦伯将目光投向了一种被长期遗弃的代码——背包代码。背包代码的设计来自于 一个名为背包问题的理论难题，最早可追溯到1879年。该问题可以描述为：给定一组物品，每种物品都有自己的重量和价格，在限定的总重量内，我们如何选 择，才能使得物品的总价格最高。这种问题经常出现在商业、组合数学，计算复杂性理论、密码学和应用数学等领域中。20世纪70年代时，这个概念被用来创建 所谓的背包代码。背包代码当时也曾被建议用来作为公共密钥的加密工具，但之后却被两个不同的方法攻破，人们也就此对其失去了兴趣。
    哈姆林 和韦伯认为，背包代码是一个简单优雅的代码，只是有一些损坏而已。为了使其达到量子水平，并成为一种新型公共密钥加密工具，他们对代码的编码系统进行了重 新设计。哈姆林说：“我们使用交替的方式来替代数字。我们在基本层面上对这一代码进行了修改，修复了很多漏洞和薄弱环节。经过测试，我们认为这种代码是安 全可靠的，能够满足未来量子计算的需要。”
    实际上，他们创造了一种新的、比十进制和二进制系统更复杂的数字系统。通过使用复杂的数字串，新的背包代码甚至能够经受起来自量子计算机的攻击。
    韦伯说，下一步他们还需要进行更多的外部测试，再对代码进行微调，以使其更加安全可靠。
    总编辑圈点
    量 子计算机以超级安全的加密能力著称于世。有子之盾，必有攻子之矛。任何一项科技都不能确保只掌握在正义者的手里，所以未雨绸缪，同步开发能防御量子计算机 攻击的在线安全系统也是符合矛盾论哲学规律的。仔细想来，针对未有之矛造未有之盾的难度一定不小，毕竟量子计算机本身还处在非常初级的发展阶段。但耐人寻 味的是，很多现实和未解的难题与困境，最终都不可思议地殊途同归，被追踪溯源到供世人仰视的“数学”。