IT之家 3 月 29 日消息，谷歌正大幅提前“量子末日（Q 日）”的應(yīng)急準備截止期限。所謂 Q 日，是指現(xiàn)有量子計算機能夠破解公鑰密碼算法的時刻，這套算法守護著軍方、銀行、政府乃至全球幾乎所有人長達數(shù)十年的機密數(shù)據(jù)。

谷歌在當?shù)貢r間周三發(fā)布的一篇公告中表示，公司將力爭在 2029 年前完成相關(guān)防護準備。公告同時警示，全球其他機構(gòu)也必須跟進部署后量子密碼（PQC）算法，以此補強或替換橢圓曲線加密與 RSA 加密 —— 這兩類經(jīng)典加密算法屆時都將被量子計算機徹底攻破。

末日將至

谷歌安全工程副總裁希瑟 · 阿德金斯與高級密碼工程師索菲 · 施米格聯(lián)合撰文稱：“作為量子技術(shù)與后量子密碼領(lǐng)域的先行者，我們有責任樹立標桿，并公布一份激進的推進時間表。我們希望借此明確風險緊迫性，推動谷歌自身乃至全行業(yè)加速完成數(shù)字化安全轉(zhuǎn)型?！?/p>

此外，谷歌首次公開了安卓系統(tǒng)全面適配抗量子加密的詳細規(guī)劃。從測試版開始，安卓 17 將搭載美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）推出的 ML-DSA 數(shù)字簽名標準算法，并將其植入安卓硬件信任根。這一調(diào)整將允許開發(fā)者使用后量子密碼密鑰為應(yīng)用簽名，同時校驗各類軟件簽名。

谷歌現(xiàn)已將 ML-DSA 算法集成至安卓驗證啟動庫，以此保護設(shè)備啟動流程不被篡改。工程師團隊還著手將遠程認證功能遷移至后量子密碼體系。遠程認證可讓設(shè)備向遠端服務(wù)器證明自身運行狀態(tài)，例如向企業(yè)內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器驗證設(shè)備搭載安全操作系統(tǒng)版本。

谷歌還計劃在安卓密鑰庫中新增 ML-DSA 支持，方便開發(fā)者直接在設(shè)備安全硬件內(nèi)生成并存儲相關(guān)密鑰。同時，谷歌準備將應(yīng)用商店及平臺內(nèi)所有應(yīng)用的開發(fā)者簽名體系，全面遷移至后量子密碼架構(gòu)。

這一系列改動，將給安卓開發(fā)者帶來巨大的適配工作量。

谷歌為何如此緊張？

谷歌此次敲定 2029 年硬性期限，讓眾多密碼工程師倍感意外，其中不乏深耕后量子密碼轉(zhuǎn)型多年的業(yè)內(nèi)資深人士。

曾主導微軟 2015 至 2022 年后量子密碼遷移項目、現(xiàn)任職于卡斯卡德咨詢集團的密碼工程師布萊恩 · 拉馬奇亞在采訪中表示：“相較于目前公開的行業(yè)轉(zhuǎn)型時間表，這次的規(guī)劃大幅壓縮周期，甚至比美國政府提出的要求更為激進。2029 年是極具挑戰(zhàn)性的提速目標，這不禁讓人好奇谷歌背后的核心動因。”

谷歌并未在公告中說明調(diào)整時間表的具體原因，其發(fā)言人也暫未通過郵件回應(yīng)相關(guān)疑問。

據(jù)IT之家了解，自上世紀 90 年代中期數(shù)學家彼得 · 肖爾證明：高性能量子計算機可依托多項式時間完成整數(shù)分解，運算速度遠超經(jīng)典計算機后，業(yè)界對 Q 日到來時間的預估一直存在巨大分歧。這一發(fā)現(xiàn)敲響了 RSA 加密算法的倒計時警鐘。后續(xù)研究進一步證實，量子計算機同樣能極速破解橢圓曲線加密依賴的離散對數(shù)難題。

Q 日的到來時間，取決于容錯量子計算機能否集齊所需量子比特數(shù)量。2012 年，業(yè)內(nèi)普遍認為破解 2048 位 RSA 密鑰需要十億個物理量子比特；2019 年，這一預估數(shù)值下調(diào)至 2000 萬個物理量子比特?？蒲腥σ恢庇袀€玩笑：過去 30 年里，Q 日永遠“距離現(xiàn)在還有 10 到 20 年”。

去年 6 月，谷歌發(fā)布最新研究，再次大幅下調(diào)破解 RSA 算法的門檻。研究顯示，僅需一百萬個噪聲量子比特（易受環(huán)境干擾、量子狀態(tài)不穩(wěn)定的量子比特）的量子計算機，就能在一周內(nèi)完成 2048 位 RSA 密鑰的整數(shù)分解。該研究由 2019 年相關(guān)預估的主導科學家克雷格 · 吉德尼團隊完成。

為應(yīng)對 Q 日危機，密碼學家研發(fā)出全新加密算法：這類算法依托量子計算機不具備運算優(yōu)勢的數(shù)學難題構(gòu)建安全體系。主流方案分為兩類：一類基于格密碼數(shù)學結(jié)構(gòu)，替代傳統(tǒng)整數(shù)分解與離散對數(shù)運算；另一類采用無狀態(tài)哈希數(shù)字簽名架構(gòu)。美國國家標準與技術(shù)研究院已敲定多款經(jīng)檢驗、至今無法被破解的安全標準算法。

2022 年，美國國家安全局設(shè)定合規(guī)時限：國家安全體系需在 2033 年前完成后量子密碼全面適配，部分特殊應(yīng)用需提前至 2030 年。

此后美國兩任政府（拜登、特朗普）均發(fā)布行政令，優(yōu)先推進量子安全防護建設(shè)，相關(guān)截止日期不斷調(diào)整。目前美國國家安全局沿用 2031 年的合規(guī)節(jié)點。

如今后量子密碼算法已逐步落地各類產(chǎn)品與協(xié)議，但大多為碎片化零散部署。去年，通信軟件 Signal 就在原有加密架構(gòu)中接入了 CRYSTALS-Kyber 算法的落地版本 ML-KEM-768；谷歌、蘋果、Cloudflare 等眾多企業(yè)的軟件與服務(wù)也完成了同類適配。

谷歌在周三的公告中強調(diào)：“量子計算機將對現(xiàn)有密碼標準構(gòu)成致命威脅，尤其針對加密傳輸與數(shù)字簽名體系。當下的‘先存儲、后解密’攻擊，已讓傳統(tǒng)加密面臨現(xiàn)實風險；而數(shù)字簽名的安全隱患雖尚未爆發(fā)，卻必須在密碼實用型量子計算機（CRQC）問世前完成后量子密碼遷移。正因如此，我們更新了風險模型，優(yōu)先推進身份認證服務(wù)的密碼架構(gòu)轉(zhuǎn)型 —— 這也是網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)字簽名體系升級的核心環(huán)節(jié)。我們建議所有技術(shù)團隊跟進這一轉(zhuǎn)型規(guī)劃?！?/p>

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