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大会第二个圆桌研讨会上,来自欧美有关国家的政府及公共部门的小组成员讨论了其对后量子密码的考虑。对政府和公共部门来说,除了在其内部做好量子就绪(quantum ready)的准备,其职责还包括警示产业界和早期用户提高对量子威胁的警惕性,并尽早做好防御工作。参与此次讨论的包括德国联邦信息安全局(BSI)专家Manfred Lochter教授、加拿大政府密码安全和信息开发总监Bridget Walshe、英国政府官员兼英国国家网络安全中心(NCSC)官员Dan G.、美国国家标准与技术研究院(NIST)应用网络安全部主任Kevin Stein。现将此研讨会内容整理如下:

主持人:Manfred,您认为,在量子安全密码领域,政府机构应聚焦在哪些方面以促进相关领域的发展?

Manfred Lochter:据估计,实用化量子计算机即将在十多年后问世,当前的加密系统将面临量子攻击威胁。这意味着,我们必须从现在开始做准备。政府机构需要尽早提出相关领域发展的指导方针,并积极向大众反馈目前已有的进展。关于量子通信,未来德国将开展大量专题研究,做更多的实验,提供更多成果展示。其实德国政府对量子安全密码的看法比较广泛,因为量子技术除了带来的安全威胁,还将带来大量的机遇。量子经济生态系统将逐渐成型,越来越多的量子技术将走出实验室,成为产品走进人们的日常生活。

Bridget Walshe:我完全同意Manfred的很多观点。政府对于机密数据保护方面的重视已经持续很多年了,在这方面积累了很多经验,应对量子威胁时可以借鉴。我想说的是,在教育方面,我认为政府可以与大家分享过去在应对传统威胁方面已有的经验信息等。另一方面,政府以前有将数据从一种加密系统迁移到另一种加密系统的经验,因此他们可以与产业界和全球其他国家分享过去的经验,以及这对下一代量子安全密码系统迁移有什么可借鉴的经验。

Kevin Stein:我完全同意Manfred和Bridget的观点。不过,我认为政府机构也应该积极参与制定网络协议、密码库、应用、安全性评估等。此外,加拿大正在支持开发者和用户尝试将算法实用化。我认为未来政府机构将越来越多地参与到这些工作中。

Dan G.:大家提出了很多很好的观点。关于量子计算和量子威胁有很多误解,我认为政府机构应该尽快澄清这些误解,让公众早日意识到我们应该尽快做准备以应对未来的量子威胁。

主持人:昨天的大会上,大家从经济角度解读了量子技术带来的影响。那么我想问问大家,你们是怎么看待量子技术带来的经济利益呢?

Bridget Walshe:这是一个很好的问题。大家现在过于紧张量子时代面临的威胁,但显然,量子技术是一柄双刃剑,同样也可以带来机遇。过去15年,人们在量子计算领域投入了巨资。从经济效益的角度来看,除了量子计算机研发产业即将迎来曙光,投资收获的研发成果也为各产业界的发展带来了巨大的好处,如基因学研究、医疗行业等。不过,对于任何创新产业来说,机遇都是与风险并存的。目前,为缓解量子威胁,我们还有很多工作要做。

Kevin Stein:我完全同意Bridget的观点,但我想补充一点。我认为后量子密码将是量子时代经济腾飞的基石。

Manfred Lochter:是的,我同意他们的观点。任何一种新兴技术都是一柄双刃剑。但我认为,就量子计算来说,其带来的影响应该是利大于弊的。这种技术将在发现新材料、新药等方面带来极大的好处。

Dan G.:人们现在广泛关注量子计算带来的威胁,这是完全可以理解的。但我认为,量子计时、量子传感等其他量子技术带来的好处也是不可忽视的。这些技术将为医疗健康、地理学、建筑学等很多不同的领域将带来深远的影响。正因为如此,英国发起了国家量子技术计划(NQTP),该计划相关的四大研究中心正在积极研究不同的量子技术。我们对量子技术未来将带来的经济利益十分看好。

主持人:那么,请大家来谈谈政府机构将如何帮助产业界,或者说如何与产业界合作带领大家平稳过渡到量子时代呢?关于制定规范、认证、评估等工作,政府应该怎么做以帮助企业顺利过渡到量子安全基础设施?

Dan G.:我认为政府机构能够提供真正好的建议和领导作用,这一点是很重要的。我们必须让人们了解到目前面临的威胁是什么,有哪些选择等。从以往的经验来看,迁移到下一代加密系统是一项很有挑战性的工作,我们要借鉴以前的经验,尽量避免重复犯错。我认为制定规范的确很有用,对很多领域都非常重要,如关键国家基础设施等。此外,发布证书、提供安全评估对于研发高质量产品十分重要。不过需要注意的是,开发标准和评估标准需要一步一步慢慢来,不能操之过急。

Bridget Walshe:我认为不是每个人能了解到量子安全密码标准化工作的重要性,我也完全同意Dan的观点,开发标准不能操之过急,否则反而会带来安全风险。我想补充的一点是,制定规范也不是完全管用,有时候还要靠企业自我监管。

Manfred Lochter:我想补充一下其他人的观点。关于太过匆忙地开发标准的一个反面例子是QKD协议,人们在开发这一协议的时候过于仓促,只关注了其成本因素,而忽视了开发足够安全的解决方案。

Kevin Stein:我认为,把重点聚焦在制定规范以实现向新加密系统迁移是非常正确的决定。我们在这方面做了很多工作,包括前几周召开的主题为“后量子密码”的研讨会等。除此之外,还有很多工作待完成,包括提供算法标准、组建标准制定机构、确定指导方针等。我们还应该在指导方针里设置优先完成事项,制定明确的评估标准以选出安全性达标的后量子算法。

主持人:Kevin,政府服务要求方面,跟产业界的业务要求有什么区别吗?

Kevin Stein:我认为政府和产业界的要求在很多方面都有相似之处。政府和某些负责存储国家安全信息的企业都需要进行金融交易,一旦信息泄露,会造成及其严重的后果。我认为不同的是,政府机构的信息系统受到对手国家攻击的可能性更高,所以对其安全性要求更高。

Bridget Walshe:我认为,政府和产业界的服务要求有相似也有区别。就存储时间而言,国家安全信息数据的存储时间必定很长,而如体检数据等私人信息的存储时间也需要很长。总的来说,存储环境和结果可能会有不同,但在方法上是没有太大区别的。

Dan G.:大部分相似和不同之处大家已经说了。不过我认为,随着技术的发展,世界各国各地区之间的联系更加密切,政府、产业界和学术界之间的合作越来越频繁,这些不同之处会越来越少。

主持人:你认为,科研界目前在哪些方面的研究存在不足,或需要政府提供支持加重投资,以促进量子产业的发展?

Manfred Lochter:我只能谈谈德国的情况。在德国,用于新冠病毒研究的拨款中,就包含了一部分用于量子技术的投资。量子信息科学是一门交叉学科,混合了不同学科的知识,所以研究难度相对较大。我认为,科研单位与产业界之间交流不足,需要开展更多的合作。这也是我们没能把研究成果转变为产品的主要原因。我们需要建立一个更稳定的量子生态系统。

Dan G.:我认为NIST的量子加密算法标准化项目催生了很多研究成果,包括理论方面、数学量子安全算法方面等。我认为现在最需要考虑的是,后量子算法设计好之后,如何实现实用化,包括如何实现向下一代加密系统迁移,会受到哪些影响,需要做出哪些改变等等。

Bridget Walshe:我想强调两点:1.在向量子安全加密系统迁移时,如何确保安全,这应该是接下来的研究重点之一。2.加强合作。量子信息科学是一个广泛的研究领域,各学术机构和产业界应密切合作,以确保研究方向没有缺漏。

主持人:Manfred,你认为量子密钥分发(QKD)对于未来抵抗量子威胁有哪些好处?

Manfred Lochter:说到QKD,很多人重点关注的是密钥分发,但是说到底,QKD只是量子通信技术的一部分。对于量子技术实用化来说,QKD技术时走在最前列的,尤其是量子中继技术。不过目前还有没有广泛的部署,通过不断地实验,这一情况在未来应该会改变。目前的QKD技术是基于光纤的,未来将有潜力实现基于卫星的QKD,其可实现80km-100km远距离量子通信,但距离实现这一目标还很遥远。目前,我们重点关注的是增强这一技术的安全性。

Bridget Walshe:加拿大政府也在大力支持学术界对于量子通信安全的研究。现在还很难说量子通信技术是否能够抵抗未来的量子攻击,但我们应该增加对这一技术和相关领域知识的研究和了解。我们还有很多基础知识应该去探索和学习,例如,如何将量子密钥分发设备与传统的加密协议相结合等一系列问题。

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