量子计算时代的曙光也带来了许多潜在的新风险,其中包括安全风险。
政府机构和行业团体对向量子安全未来转型的紧迫感日益增强。
网络安全专家贾娅·巴卢解释了原因,以及我们为何需要为量子未来做好准备、保护我们的经济。
目前,在线通信的隐私由密码学保护,它能在信息通过互联网传输时为其提供防护。从在线购物到远程访问工作邮箱,各种活动都依赖它来保障安全。随着量子计算能力迅速提升,行业专家估计,拥有极大量量子比特的量子计算机至少还要再过10年才能问世。
量子计算机或许能够运行算法,破解我们如今使用的公钥加密。研究人员正深入研究,以审查、筛选和改进数十种不同的算法,用以取代现有算法,防止这种情况发生。
这项技术仍处于早期阶段,距离充分成熟还需数十年;这给了我们一个短暂的窗口期,用于发展现有数字和 IT 基础设施,为量子未来做好准备。
我们与Avast 首席信息安全官贾娅·巴卢探讨了当前网络安全格局可能如何演变,以及应优先关注哪些领域,以避免量子计算发展带来的潜在危害和风险。
贾娅从事信息安全工作逾20年,专注于安全网络架构;她是荷兰国家网络安全中心、PQCrypto 以及欧盟量子旗舰计划战略咨询委员会的顾问委员会成员。她目前也是世界经济论坛量子计算全球未来理事会
的一员。
多年来,量子技术对密码学构成的威胁一直被视为理论上的可能。不过,随着实体量子计算机的构建近期取得进展,贾娅认为,我们目前使用的密码算法距离失效已不遥远。
是什么促使您钻研网络安全并成为这一领域的领军人物?
您认为人们对您的工作有哪些最大的误解?您希望大家了解什么?
人们对网络安全工作最大的误解,在于它常常被好莱坞式的视觉形象所塑造。它经常被描绘成节奏极快、令人兴奋的工作,仿佛是坚韧的防御者与戴着兜帽的攻击者之间的一场猫鼠游戏。遗憾的是,现实更多是日复一日地常规、认真、例行地逐步开展工作,以防止攻击;或者在攻击发生时进行分析并作出响应。事实上,这仍是一群专注的人长时间盯着屏幕,期间几乎没有飞车追逐。
我希望人们能更清楚地认识到,我们的网络安全状况有多脆弱,也能明白为了打好基础、为未来做好准备,我们现在需要付出多少努力。我们的主要传输通信层仍依赖于20世纪70年代开发的基础协议,而这些协议自那时以来几乎没有变化。许多新工具中仍存在旧类型的漏洞。我们仍未能主动开展测试,也未能足够迅速地作出改变,以适应当前面临的新威胁。此外,从关键基础设施的角度看,各方之间存在巨大的相互依赖,因为全世界都依赖相同的工具,所以一次成功的攻击就会产生极大的连锁影响。
在您看来,领导者目前面临的最关键网络安全挑战是什么?
我认为,领导者目前面临的最大挑战,是认识到我们现有的 IT 基础设施并未计入网络安全成本。这些旧投资已经投入的成本,意味着修复或升级并非总是容易决定的事;组织往往采取大量风险管理手段来解释现状,而不是遵循最佳实践。在这种情况下,考虑为新技术增设防护措施,往往会被视为锦上添花,而非必需之举,除非监管要求迫使组织采取行动。一项良好做法是,将 IT 预算中约10%预留给信息安全方面的非人员支出。如果各方都开始这样做,我们的创新能力就能赶上落后的基础设施。这样,我们就能逐步而稳妥地提升安全水平。
为什么我们需要更加重视加密,将其作为保障隐私和网络安全的手段?
从网上银行到保护知识产权,再到个人之间安全、私密通信这一更基础的需求,密码学都是全球互联网经济的核心。它维护人权,也支持国家安全。遗憾的是,这并不意味着密码学能力从未受到挑战,20世纪90年代的密码学战争就是明证。这总让我想起本杰明·富兰克林的一句话:“为了暂时的安全而放弃基本自由的人,既不配拥有自由,也不配拥有安全。”这句话道出了国家监控能力与个人隐私需求之间的张力。为了保护自由民主的社会,我们需要可靠、强大、经过充分测试且不设后门的密码技术。执法机构可以采用其他方式开展有针对性的调查,而不必危及所有人共同享有的安全保障和基本人权。
量子计算的发展会如何扰乱这一局面?
量子计算的前景在于,以新颖的方式解决长期存在、难度极高的科学问题。我们现有的密码技术建立在复杂的数学问题之上,例如整数分解和离散对数;当前计算机需要很长时间才能解决这些问题。然而,规模足够大的量子计算机能够大幅加快问题求解,进而实质性地破解我们目前使用的密码算法。
要实现安全、可持续地向量子经济转型,需要采取哪些行动?
首先,我们需要弄清楚现有密码技术用在何处、用途是什么。大多数组织并不了解自身有哪些密码资源,也不知道这些资源如何支撑日常运营。完成这项清查后,我们需要设法转向新的后量子算法——这是一套即使面对量子计算攻击仍能保持安全的算法;同时,也可以寻找非常具体的机会,部署所谓的量子通信(基于量子力学原理的安全通信链路)。审视组织的供应链时,可能会发现有供应商正在这一领域开展工作,从而为组织提供便捷的转型机会。但无论如何,组织都应开始考虑这件事;了解供应商在这一领域的成熟度,对于顺利转型至关重要。
您对政策制定者和其他网络安全专家有何建议,以推动这一目标实现?
如果每个人都能自愿并习惯性地采用最佳实践,那当然很好;但我担心,我们需要某种监管框架和国家战略,确保经济中最脆弱、最关键的部分做好量子时代的准备。我最担心的是,留给我们转向安全后量子未来的时间。我们必须能够拥抱量子计算和量子技术带来的益处,推动社会进步,同时应对密码技术弱化可能造成的不利影响。鉴于监控能力具有显著的战略和国家安全优势,我担心某些基础设施和软件会被纳入《瓦森纳协定》有关常规武器以及两用货物和技术的出口管制范围。
我敦促政策制定者确保不对量子技术出口施加限制,因为这只会进一步加深数字鸿沟。由于各国经济彼此紧密相连,我们需要推动技术普及,并确保全球共同参与,才能集体维护安全——这可以说是数字领域的群体免疫。

