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進入講武堂》賀增原：「後量子密碼學」的矛盾之爭
美國國家標準與技術研究院（NIST）將公佈3種新的加密演算法，讓各國政府和企業可用來保護數據，免於遭新興量子駭客攻擊。電腦程式碼與駭客示意圖。（路透）
賀增原（國防院網路安全與決策推演研究所研究員兼代所長）
（原文載於國防安全研究院網站即時評析，本報獲國防院同意全文轉載）
根據《電腦王》報導，有研究員聲稱「量子電腦已經能夠破解RSA加密」。此處RSA加密是基於許多位數的整數無法輕易地因數分解，一般常用在金鑰加密、電子商業與財務金融等行業。為因應量子電腦與量子演算的威脅，美國「國家標準暨技術研究院」（National Institute of Standards and Technology, NIST）於2016年開啟後量子密碼學研究，於2024年夏季發布第一套加密標準，象徵美國聯邦機構依據《美國量子運算網路安全準備法》（The US Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act），預備抵禦量子計算的攻擊。同一天，《科技新報》（TechNews）報導IT 研究暨顧問公司 Info-Tech Research Group 於週二（9/17）發布《2025年科技趨勢》（Tech Trends 2025）報告中將量子技術列為明年 6 大趨勢之一，使得導入「後量子密碼學」（post-quantum cryptography）成為企業優先考慮的事項。同時，Info-Tech Research Group主編Brian Jackson表示，面對日益增加的「先竊取，後解密」（Harvest Now, Decrypt Later）網路攻擊風險，量子運算將不可避免地作為破解加密方法的利器。 2024年10月15日，《資安快報》報導上海大學王潮率領的研究團隊在《計算機學報》發表論文〈基於D-Wave Advantage 的量子退火公鑰密碼攻擊算法研究〉，其研究結果發現，藉著加拿大公司D-Wave開發的量子處理器，以及輔佐多種現有加密方法，成功破獲目前最泛用的RSA和「進階加密標準」（Advanced Encryption Standard, AES）加密演算法。
量子退火僅能執行特定量子演算法
目前通用型量子電腦易受到噪音干擾，造成輸出結果產生很大的誤差。然而欲實現量子計算，充分運用量子位元的疊加與糾纏態，配合量子演算法，則需要數百萬的量子位元來執行，對現階段而言，仍存在許多物理限制。
對於特定問題的組合分配優化，則量子退火計算器運用量子穿隧的性質，其波函數在勢壘中呈現指數衰減，進一步去解決數學中最佳化問題； 另一種則是運用量子疊加的高維度希爾伯特空間將所有優化問題組合起來，然後運用退火輔助其他演算法求出最佳或是近似解。 不過這種計算器僅能執行特定量子演算法，當要處理不是原本設計功能的計算就必須更新硬體與設備，有其侷限性。
結語
誠如前所述，以美國「國家標準暨技術研究院」（NIST）所推動的「後量子密碼學」研究，就像是防衛量子處理器的盾；然而，在中國大陸投入大量的人力下，其量子退火演算法已經可以破解RSA 加密演算法和「進階加密標準」（AES），就像是利用量子處理器的矛，其發展又快又猛，該如何因應，相信各國都需投入更多資源以因應即將來襲的網安危機。
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