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RISC-V 芯片提供抗量子计算的加密功能

加密技术
wanwan (42055)发表于 2021年08月23日 19时52分 星期一
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众多新加密技术寻求抵御未来量子计算机强大算力带来的攻击压力,但这些技术自身往往也需要耗费巨大的处理能力。如今德国科学家开发出一种微芯片能高效实现此类技术、大大降低算力需求,推动“后量子密码学时代”快速走进现实。 在理论上量子计算机能快速为经典计算机可能需要数亿年才能解决的问题找出答案。例如,现代密码学的大部分解决方案,都依赖于经典计算机在处理极大数等数学问题时的天然缺陷,而量子计算机能轻松运行在短时间内快速解决这些问题的算法。 为了在这场安全攻防战中保持领先,世界各地的研究人员正在设计后量子密码算法,希望提出量子计算机与经典计算机都难以解决的全新数学问题。慕尼黑工业大学电气工程师 Georg Sigl 解释道,这些算法大多数依赖于以多点阵或向量为基础的点阵加密方法。 简而言之,点阵加密算法通常会在点阵当中选定保密消息所需要的目标点。在此之后,算法会添加随机噪声,因此该点会接近、但又不完全存在于某个其他点阵上。Sigl 称,无论是经典计算机还是量子计算机,都很难在不清楚具体添加了什么噪声的前提下找到原始目标点和与之对应的保密信息。点阵的规模越大,破解的难度就越高。 然而,在涉及到生成随机性与多项式相乘等运算时,基于点阵的密码算法往往需要可观的处理能力。现在,Sigl 和他的同事们开发出一种带有定制加速器的微芯片,能高效完成这些运算步骤。 这款新芯片基于 RISC-V 标准。Sigl解释道,其硬件组件与控制软件能够相互补充,从而有效生成随机性并降低多项式乘法的复杂度。这项工作的工业合作伙伴包括西门子、英飞凌以及 Giesecke + Devrient 等德企。Sigl 最后总结道,与完全基于软件的解决方案相比,这款全新芯片在执行 Kyber(目前最具前途的后量子点阵密码算法之一)加密时的速度可提升至约十倍,而且电力消耗也可缩减至八分之一左右。