隨著量子計(jì)算的興起，創(chuàng)新的新時(shí)代即將到來(lái)。這項(xiàng)新興技術(shù)通過(guò)融合計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)的各個(gè)方面來(lái)利用量子力學(xué)定律，快速解決經(jīng)典計(jì)算模型難以處理的復(fù)雜問(wèn)題。例如，谷歌已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種量子計(jì)算機(jī)，其運(yùn)行速度比世界上最強(qiáng)大的現(xiàn)有超級(jí)計(jì)算機(jī)快1.58億倍。量子計(jì)算與人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）的融合將從根本上重新定義技術(shù)對(duì)人類的影響，并提高企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的上限。

然而，量子計(jì)算的興起也標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)新時(shí)代的降臨。量子計(jì)算機(jī)預(yù)計(jì)將于2030年上市，其無(wú)與倫比的計(jì)算能力可以破壞當(dāng)今傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)行的公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）加密算法，因此可能構(gòu)成重大的網(wǎng)絡(luò)安全威脅。從理論上講，利用量子計(jì)算機(jī)可以讓網(wǎng)絡(luò)犯罪分子繞過(guò)基于PKI的安全控制，并比以往任何時(shí)候都更容易地竊取敏感數(shù)據(jù)以進(jìn)行勒索軟件、破壞行為或攻擊關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

雖然量子技術(shù)曾被認(rèn)為是一個(gè)難以企及的議題，但它的發(fā)展早已突破了最初的預(yù)期，因此量子驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅更加迫在眉睫。2023年8月這種局勢(shì)的緊迫性達(dá)到了新高，當(dāng)時(shí)國(guó)家安全局（NSA）、網(wǎng)絡(luò)安全和基礎(chǔ)設(shè)施安全局（CISA）以及美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）發(fā)布了一份聯(lián)合聲明，呼吁加速向后量子加密（PQC）遷移。這三個(gè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)建議“所有組織，特別是關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的組織，通過(guò)制定其量子安全路線圖，開(kāi)始盡早規(guī)劃遷移到PQC標(biāo)準(zhǔn)。”

這是因?yàn)橄騊QC轉(zhuǎn)變很難一蹴即就。大多數(shù)依賴常見(jiàn)PKI算法（RSA、橢圓曲線迪菲-赫爾曼[ECDH]和橢圓曲線數(shù)字簽名算法[ECDSA]）的加密產(chǎn)品、協(xié)議和服務(wù)都需要經(jīng)過(guò)更新、替換或更改才能采用抗量子PQC算法。通過(guò)統(tǒng)一采用萊迪思FPGA，組織可以更好地加速PQC遷移，更好地應(yīng)對(duì)后量子化的未來(lái)。

PQC網(wǎng)絡(luò)防御的需求

本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，PQC遷移是從PKI加密算法轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)建抵御量子網(wǎng)絡(luò)攻擊的彈性機(jī)制。這些攻擊會(huì)采用一種稱為Shor算法的數(shù)學(xué)方法來(lái)確定PKI算法中大整數(shù)的素因數(shù)。當(dāng)前的PKI安全控制是圍繞這些大整數(shù)的分解難度構(gòu)建的，這使得它們?cè)诤罅孔迎h(huán)境中非常脆弱。從PKI算法過(guò)渡到PQC將提供針對(duì)經(jīng)典和量子計(jì)算攻擊的雙重保護(hù)。

關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的組織遵守的現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)未包含PQC算法，因此無(wú)法防御量子威脅。例如，工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）遵循基于PKI的IEC 62334-4-2安全標(biāo)準(zhǔn)（系統(tǒng)組件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、策略和要求）。2022年，全球超過(guò)40%的ICS計(jì)算機(jī)成為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攻擊的目標(biāo)。如果這些是量子攻擊，那后果將十分嚴(yán)重，遠(yuǎn)不止停機(jī)或金錢方面的損失。考慮到核電站、水處理設(shè)施和電網(wǎng)都依賴ICS計(jì)算機(jī)安全運(yùn)行，這些攻擊可能會(huì)造成致命威脅。PQC網(wǎng)絡(luò)防御對(duì)于阻止這種情況發(fā)生至關(guān)重要。

萊迪思FPGA助力PQC遷移

需要注意的是后量子時(shí)代不再只是一個(gè)遙遠(yuǎn)的假設(shè)場(chǎng)景。從現(xiàn)在到2025年間開(kāi)發(fā)的任何系統(tǒng)其生命周期可能長(zhǎng)達(dá)10年，足以延續(xù)到量子計(jì)算環(huán)境的到來(lái)。這意味著現(xiàn)在是時(shí)候向基于PQC的基礎(chǔ)設(shè)施遷移了。將萊迪思FPGA集成到當(dāng)前和未來(lái)的系統(tǒng)中有助于促進(jìn)PQC遷移，為應(yīng)對(duì)后量子威脅做好準(zhǔn)備。

FPGA允許對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行輕松改造，以符合不斷發(fā)展的安全標(biāo)準(zhǔn)。憑借其固有的靈活性、可編程性和并行處理功能，它們可以簡(jiǎn)化無(wú)線固件更新，使開(kāi)發(fā)人員能夠使用PQC算法主動(dòng)優(yōu)化嵌入式硬件，并修補(bǔ)現(xiàn)有系統(tǒng)中的PKI漏洞。萊迪思FPGA將這些“加密敏捷性”功能整合到實(shí)時(shí)的硬件可信根（HRoT）產(chǎn)品中，為服務(wù)器平臺(tái)和其他連接設(shè)備應(yīng)用提供強(qiáng)大的保護(hù)，從而保護(hù)組織的整體攻擊面。萊迪思最新的ROT器件系列具有獨(dú)特的加密敏捷性，可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的現(xiàn)場(chǎng)更新，以便實(shí)現(xiàn)PQC算法。為了安全無(wú)縫地整合新算法并修復(fù)已發(fā)布的加密算法中的漏洞，行業(yè)為PQC遷移做準(zhǔn)備時(shí)，必須考慮到加密敏捷性。

最重要的是，想要應(yīng)對(duì)攻擊者的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序 （TTP），選擇主動(dòng)出擊而不是被動(dòng)反應(yīng)十分重要。隨著量子計(jì)算攻擊概率的上升，采用萊迪思FPGA有助于實(shí)現(xiàn)當(dāng)今和后量子時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)彈性。萊迪思時(shí)鐘與網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者密切合作，在安全標(biāo)準(zhǔn)的不斷演進(jìn)中幫助我們的客戶遵循PQC規(guī)范。

審核編輯：劉清