加密有兩個(gè)重要問(wèn)題：密鑰及其分發(fā)。分發(fā)通常通過(guò)非對(duì)稱加密完成，但分發(fā)可以被攔截，非對(duì)稱加密會(huì)被破解。這一問(wèn)題到今天仍然存在，而且隨著量子計(jì)算機(jī)的到來(lái)，破解問(wèn)題將變得更加嚴(yán)重。非對(duì)稱加密首當(dāng)其沖（Shor量子算法已被證明有效）。這導(dǎo)致了一種新的攻擊手段，“現(xiàn)在采集，以后解密”。
攻擊者，尤其是國(guó)家支持的網(wǎng)絡(luò)黑客，目前正在設(shè)法收集加密數(shù)據(jù)，期望將來(lái)能夠解密。量子解密已不是技術(shù)問(wèn)題，只是時(shí)間遲早的問(wèn)題。
針對(duì)這一未來(lái)的威脅，量子安全公司Qrypt發(fā)布了一款產(chǎn)品“Qrypt密鑰生成”，旨在消除傳統(tǒng)密鑰分發(fā)的需要，從而消除非對(duì)稱加密。Chris Schnabel，曾任IBM量子部門的產(chǎn)品經(jīng)理，現(xiàn)在是Qrypt公司的產(chǎn)品副總裁。Qrypt公司專注于使用量子技術(shù)防止未來(lái)的加密被量子計(jì)算機(jī)破解。不過(guò)Schnabel認(rèn)為，至少“根據(jù)目前的情況，我們不太可能在未來(lái)20年內(nèi)看到真正的量子計(jì)算機(jī)。”
但這一說(shuō)法還有一個(gè)重要的附加條件，量子計(jì)算機(jī)的能力取決于可控制的量子比特?cái)?shù)。由于量子天然的不穩(wěn)定性，可能需要1000個(gè)量子位才能有1個(gè)受控量子位。這就是Schnabel推論20年內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)一臺(tái)具有足夠量子比特的量子計(jì)算機(jī)的原因。但“總會(huì)有意外”，如果在可控的量子比特?cái)?shù)量上出現(xiàn)突破，可能會(huì)大大降低20年的預(yù)測(cè)。
高科技項(xiàng)目往往是國(guó)家的絕對(duì)機(jī)密，例如震網(wǎng)（Stuxnet）出現(xiàn)之前，沒(méi)有人知道惡意軟件能物理破壞鈾濃縮離心機(jī)，但當(dāng)時(shí)肯定至少有上千名研究人員在秘密開(kāi)發(fā)它。量子計(jì)算也一樣，我們不知道誰(shuí)在開(kāi)發(fā)或誰(shuí)已經(jīng)離生產(chǎn)一臺(tái)真正的量子計(jì)算機(jī)有多近。這意味著量子解密的風(fēng)險(xiǎn)，在今天必須得到重視。
Qrypt正在解決這個(gè)問(wèn)題，方法是刪除加密公式中的密鑰分發(fā)部分，并使用量子方法生成真正的隨機(jī)數(shù)，以產(chǎn)生更安全的密鑰。偽隨機(jī)數(shù)問(wèn)題一直都是密鑰生成的關(guān)鍵弱點(diǎn)，成功的破解方法幾乎總是集中在隨機(jī)性的這一缺陷上。
Qrypt解決方案的概念非常簡(jiǎn)單，但背后涉及的技術(shù)卻非常復(fù)雜。對(duì)稱加密密鑰由Qrypt的BLAST算法生成，它使用量子隨機(jī)數(shù)在加密數(shù)據(jù)的源和目標(biāo)同時(shí)生成密鑰。所需的只是將Qrypt的SDK集成到公司現(xiàn)有的密鑰管理解決方案中。
量子隨機(jī)數(shù)由Qrypt在云上生成，并發(fā)送到兩個(gè)端點(diǎn)。BLAST算法使用這個(gè)隨機(jī)數(shù)，在兩端同時(shí)生成一個(gè)安全密鑰。然后，用戶集中算力并使用抗量子計(jì)算的對(duì)稱算法來(lái)加密數(shù)據(jù)。由于不再需要將密鑰從A發(fā)送到B，因此攔截密鑰并解密的攻擊方法失去了意義。
真隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生是這個(gè)解決方案背后最為復(fù)雜的技術(shù)，Qrypt使用了幾種不同的基于量子力學(xué)的隨機(jī)數(shù)生成器。所有這些都基于已發(fā)布的技術(shù)，有著西班牙光子科學(xué)研究所(ICFO)、洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)等研究機(jī)構(gòu)，提供的新量子資源類型路線圖。
真隨機(jī)數(shù)的生成原理，是將量子設(shè)備（如激光發(fā)射器）發(fā)出的兩個(gè)正弦波疊加，根據(jù)干涉生成的波峰和波谷在其中隨機(jī)取0或1。聽(tīng)上去很容易，但是要消除其中的電子噪聲并使其有效可用的工程化工作，是一個(gè)艱巨的難題。但，這是一個(gè)真正的隨機(jī)數(shù)。
這個(gè)隨機(jī)數(shù)在云中生成，意味著可根據(jù)需求量彈性產(chǎn)生。對(duì)稱加密密鑰使用這個(gè)隨機(jī)數(shù)在源和目標(biāo)兩端的本地生成，不需要將密鑰從A分發(fā)到B。而本地生成的密鑰可以基于真正的強(qiáng)對(duì)稱加密算法，來(lái)于加解密數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)就是從A發(fā)送到B的全部?jī)?nèi)容。
Qrypt的密鑰生成技術(shù)幫助用戶在數(shù)字環(huán)境中應(yīng)用世界上最安全的加密，有效應(yīng)對(duì)“現(xiàn)在采集，以后解密”的未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。
--Qrypt首席技術(shù)官丹尼斯·曼迪奇
之前基于暗光纖的量子密鑰分發(fā)(QKD)技術(shù)得到許多關(guān)注和嘗試。然而，2020年3月，英國(guó)英國(guó)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全中心(NCSC)發(fā)布了一項(xiàng)聲明：“考慮到QKD對(duì)傳統(tǒng)密鑰協(xié)議機(jī)制的特殊硬件要求，以及在所有用例情況下對(duì)身份驗(yàn)證的要求，NCSC不支持在任何政府或軍事應(yīng)用中使用QKD，并告誡商業(yè)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)，尤其是國(guó)家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施部門，不要完全依賴QKD。”
Qrypt總部位于紐約，由首席技術(shù)官丹尼斯·曼迪奇和凱文·查克爾（首席執(zhí)行官）于2019年2月創(chuàng)立。兩人都是美國(guó)前中央情報(bào)局官員。
