量子計(jì)算嚴(yán)重威脅傳統(tǒng)加密算法，如RSA，其安全性基于大數(shù)因數(shù)分解難題。但量子計(jì)算機(jī)通過Shor算法能快速破解，導(dǎo)致私鑰泄露。ECC和DSA等算法也面臨類似風(fēng)險(xiǎn)。Shor算法挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)加密體系，需尋找新的量子安全算法應(yīng)對(duì)。此外，量子計(jì)算或發(fā)現(xiàn)防火墻漏洞，實(shí)現(xiàn)繞攻；或產(chǎn)生新攻擊手段，使入侵檢測(cè)系統(tǒng)失效，威脅信息安全基礎(chǔ)設(shè)施。加密通信協(xié)議在量子計(jì)算環(huán)境下同樣脆弱，SSL/TLS等協(xié)議中的加密算法易受攻擊，通信可能被破解，且協(xié)議的握手過程和密鑰交換機(jī)制也可能被破壞，影響通信雙方安全協(xié)商密鑰。因此，量子計(jì)算對(duì)信息安全構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。

在量子計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展下，傳統(tǒng)信息安全體系正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與變革。這種變革不僅體現(xiàn)在加密技術(shù)的更新迭代上，更深入到通信協(xié)議、基礎(chǔ)設(shè)施乃至整個(gè)信息安全策略的全方位重塑。后量子加密技術(shù)的深度探索是其中的重要一環(huán)，其中量子密鑰分發(fā)（QKD）技術(shù)作為量子安全通信的基石，其研究已深入到實(shí)際應(yīng)用層面，不斷優(yōu)化并嘗試與經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)融合。同時(shí)，基于格的加密算法，如NTRUEncrypt和NewHope，也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，為構(gòu)建更復(fù)雜的量子安全系統(tǒng)提供了可能。除了這些，還有基于編碼、多變量和哈希函數(shù)的加密算法也在快速發(fā)展，為構(gòu)建多元化的量子安全加密體系提供了豐富的選擇。

量子安全通信協(xié)議的全面升級(jí)也是變革的重要方面。通過深入研究量子糾纏和不可克隆性等量子特性，可以設(shè)計(jì)出更加高效、安全的量子通信協(xié)議。同時(shí)，量子認(rèn)證和簽名協(xié)議也繼承了經(jīng)典認(rèn)證和簽名的基本功能，并通過引入量子特性，顯著提升了安全性。為了促進(jìn)量子安全通信協(xié)議的廣泛應(yīng)用，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，加強(qiáng)不同量子安全系統(tǒng)之間的互操作性，也是當(dāng)前研究的重要方向。

在量子安全基礎(chǔ)設(shè)施方面，需要設(shè)計(jì)新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議以支持量子安全通信，這包括量子信道的布局、量子路由器的設(shè)計(jì)、量子交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時(shí)，自主研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的量子安全芯片也是關(guān)鍵，這些芯片將廣泛應(yīng)用于加密、解密、密鑰管理、身份驗(yàn)證等場(chǎng)景。此外，量子態(tài)的脆弱性使得量子信息的存儲(chǔ)和傳輸成為技術(shù)難點(diǎn)，需要深入研究量子糾錯(cuò)編碼、量子中繼等技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)量子信息的長(zhǎng)距離、高保真度傳輸和長(zhǎng)期穩(wěn)定存儲(chǔ)。

為了應(yīng)對(duì)量子計(jì)算對(duì)傳統(tǒng)信息安全的沖擊與變革，需要采取一系列全面且細(xì)致的應(yīng)對(duì)策略。

首先，在技術(shù)與研發(fā)層面，政府與科研機(jī)構(gòu)應(yīng)聯(lián)合投資，設(shè)立專項(xiàng)基金以支持后量子加密技術(shù)的深入研究。這些資金將用于購置先進(jìn)研發(fā)設(shè)備、組建跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)，并鼓勵(lì)企業(yè)參與，共同推動(dòng)技術(shù)成熟。通過建設(shè)專門實(shí)驗(yàn)室，并組織數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域的專家共同攻克技術(shù)難題，加速后量子加密技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程。同時(shí)，積極推動(dòng)后量子加密標(biāo)準(zhǔn)的制定與推廣，參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)的工作，確保我國(guó)在國(guó)際舞臺(tái)上的話語權(quán)，并制定符合我國(guó)國(guó)情的國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，通過舉辦培訓(xùn)班、研討會(huì)等方式推廣標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。

其次，在信息安全基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)與改造方面，逐步引入量子安全技術(shù)，制定詳細(xì)的升級(jí)計(jì)劃，并優(yōu)先關(guān)注金融、政府等關(guān)鍵領(lǐng)域的信息安全基礎(chǔ)設(shè)施。建立后量子安全技術(shù)示范項(xiàng)目，通過實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證技術(shù)的可行性和有效性。同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有信息安全系統(tǒng)進(jìn)行全面的安全評(píng)估，識(shí)別潛在的量子攻擊風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并進(jìn)行針對(duì)性的升級(jí)和改造，以提升系統(tǒng)的整體防御能力。加強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)控和預(yù)警機(jī)制的建設(shè)也是必不可少的，通過引入先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)和預(yù)警模型，提高系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)能力。

此外，在人才培養(yǎng)與教育方面，應(yīng)加強(qiáng)量子安全教育與培訓(xùn)。在高校和科研機(jī)構(gòu)中開設(shè)量子安全相關(guān)的專業(yè)課程和培訓(xùn)項(xiàng)目，組織專家學(xué)者進(jìn)行巡回講座和培訓(xùn)，提高信息安全從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)和技能水平。同時(shí)，通過在線課程、培訓(xùn)教材、科普文章等多種方式普及量子安全知識(shí)，提高全社會(huì)對(duì)量子安全的認(rèn)識(shí)和重視程度。

最后，在國(guó)際合作與信息交流方面，應(yīng)與國(guó)際上在量子計(jì)算與量子安全領(lǐng)域具有領(lǐng)先地位的國(guó)家和地區(qū)建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系。通過簽訂合作協(xié)議、共建研發(fā)機(jī)構(gòu)等方式，共享最新的研究成果和技術(shù)進(jìn)展。鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)與國(guó)際同行開展聯(lián)合研究項(xiàng)目，共同研發(fā)后量子加密技術(shù)、量子安全通信技術(shù)等。同時(shí)，定期舉辦國(guó)際性的量子計(jì)算與量子安全學(xué)術(shù)會(huì)議和研討會(huì)，促進(jìn)學(xué)術(shù)合作和技術(shù)創(chuàng)新。

面對(duì)全球性信息安全挑戰(zhàn)，應(yīng)與國(guó)際社會(huì)共同制定應(yīng)對(duì)策略和措施，形成共識(shí)并推動(dòng)相關(guān)政策的制定和實(shí)施。建立信息共享機(jī)制也是關(guān)鍵一環(huán)，應(yīng)及時(shí)分享量子計(jì)算與量子安全領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)和威脅情報(bào)。最終目標(biāo)是與國(guó)際社會(huì)共同推動(dòng)量子計(jì)算與量子安全技術(shù)的和平利用與發(fā)展，為人類的共同福祉做出貢獻(xiàn)。

量子計(jì)算威脅傳統(tǒng)信息安全，但也帶來變革機(jī)遇。通過發(fā)展后量子加密、升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施、加強(qiáng)教育培訓(xùn)及國(guó)際合作，可有效應(yīng)對(duì)威脅，推動(dòng)信息安全創(chuàng)新。未來，量子計(jì)算技術(shù)將助力信息安全領(lǐng)域迎來更廣闊的發(fā)展前景。

來源：《網(wǎng)絡(luò)安全和信息化》雜志

作者：林成杰  祝峰  遲吉鳳

（本文不涉密）