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全球量子密碼大賽中研院學者打進全球前四強 可望通用全世界

中研院資訊科技創新研究中心助研究員周彤。(記者簡惠茹攝)

中研院資訊科技創新研究中心助研究員周彤。(記者簡惠茹攝)

2021/02/24 15:20

〔記者簡惠茹/台北報導〕密碼學是保護現代網路安全的基礎,因應量子電腦時代,美國舉辦後量子密碼學競賽要選出可以進行標準化的密碼系統,經過將近4年的長期比賽,中研院資訊科技創新研究中心助研究員周彤參與的團隊打進加密系統組別前四強,如果勝出未來可望通用全世界。

美國國家標準暨技術研究院(National Institute of Standards and Technology,簡稱NIST)從2016年開始舉辦後量子密碼學競賽,將選出密碼系統來進行標準化,由於美國官方標準通常也會通行全世界,這次結果將是未來全球密碼學標準的指標,也可望通用全世界,預計 2022 年可以決定第一批勝選者。

中研院學者周彤和楊柏因參與的團隊去年都打進最後決賽,從一開始82個投稿系統中戰到最後,7組決選者就占了2組,顯現台灣密碼學的實力,以及對於準備進入量子時代的科學能量。

周彤指出,密碼學是保護現代網路安全的基礎,目前常見的的公鑰密碼系統是基於RSA和橢圓曲線的密碼系統,但是早在1990年代就有學者發現可用量子演算法破解這些系統,只是礙於目前還沒有量子位元數目夠大的量子電腦可以運算,所以還有時間趕快開發可以抵抗量子電腦攻擊的公鑰密碼系統。

周彤表示,比賽分為加密系統和數位簽章系統兩個項目,通常網路上加密方式都是兩者一起,加密系統是在傳輸過程中避免被攻擊,數位簽章則是用來確認文件傳輸後沒有被修改和驗證發出訊息者的身分,而他參與的團隊是前者的競賽。

周彤說明團隊的加密系統,他負責的工作是軟體實作和參與設計系統,系統原型來自40 多年前發明的 McEliece,各界研究者尋找可以阻擋量子電腦攻擊的系統時,發現McEliece可以有效防禦,而且團隊這幾年來也不斷改良,讓系統實作可以應用於不同平台介面。

他們加密系統的優勢為安全分析結果這幾十年來都沒太大改變,通常加密系統經過長時間被了解後安全性會越來越低,而計算資源越小表示越容易被攻擊,但是攻擊McEliece所需的計算資源沒有多少改變,因此表示McEliece有極高的安全性。

楊柏因則是長期投入研究後量子密碼學,並成為國際知名的專家,團隊以Rainbow簽章系統晉級,在數位簽章的候選團隊中,展現出最快的速度,系統基礎來自多變量二次函數,透過解開多變量方程式來執行。

中研院資訊科技創新研究中心助研究員周彤。(記者簡惠茹攝)

中研院資訊科技創新研究中心助研究員周彤。(記者簡惠茹攝)

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