量子随机数不会过时的加密

它可能是一个十年甚至更长的时间,才能量子计算机成为普遍现象,我们会发现“post-quantum加密”是否会真正站起来量子计算机。

与此同时,一些量子研究人员正在剥落特定功能和将其转换成产品或公司,这样可以利用的潜力没有获得一个量子计算机。

这不是一个巧合,三所大学选择构建量子随机数生成器和许可。好,真正的随机数加密成为可能足够强大,它甚至可能站起来其他的量子计算机。随机数生成技术是一个坚实的基础和良好的早期研究人员构建特定于任务的量子计算的起点从洛斯阿拉莫斯国家实验室设备,橡树岭国家实验室和英国兰开斯特大学

所有三个正在寻找合作伙伴或正在分发版本的量子随机数生成器(QRNG)能够产生他们所谓的真正随机的字符串的位数,很快,几乎没有机会的过程可以从外面泄露秘密。

随机数生成器似乎是一个奇怪的地方开始经典量子组件添加到电脑,但他们是一个重要的步骤,根据海顿·波维创始人兼首席技术官SecureThingz和物联网安全基金会的董事会成员。

“有三个或四个东西你真的需要构建良好的安全系统;一个很好的随机数生成器是一个,”在一次发布会上称Povey在圣何塞的手臂TechCon 2018,加州10月17。“应该NIST的批准,但你想做一个快速测试系统上,文本随机数生成器。如果你不喜欢这个答案,继续前进;甚至不与其他它。”

美国国家标准与技术研究院(NIST)是一个随机性它推出的忠实粉丝竞争找到新方法可以抵抗开裂量子和经典计算机同时互操作标准的通信链接。它发表了一1月份制定的标准描述如何从外部资源选择和收获熵在classic-computing环境中。

它也进入了行为本身,与4月版的《华尔街日报》的一篇文章自然,描述熵的电话来源,用经典物理学定律而不是量子力学来生成一个随机数。

完全有能力的量子计算机将有足够的力量去扭转和解码创建任何当前的加密形式的计算,根据一份2016年的报告NIST2018年和一个不相关的报告从华盛顿特区智囊团,哈德逊研究所。

“例如,量子计算机与300年量子位(量子比特)可以进行更多的计算比原子在宇宙中,“根据2018年哈德逊的报告从阿瑟·赫尔曼和Idalia Friedson哈德逊研究所。

量子系统可以帮助治愈癌症,大大提高机器学习和管理药物研究的蛋白质折叠模拟甚至超过了大多数超级计算机。

“不幸的是,这样的计算机可以使今天的公共加密系统过时不到眨眼的眼睛,“这份报告读。

“麻烦的是,计算机系统计算我们构建使用规定的数学算法。所有电脑,如果他们正常工作,是完全确定的,”雷蒙德·纽厄尔说,应用物理研究科学家小组洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)。“不可预知的随机数是所有计算机安全与密码学的核心资源。”

“良好的密码学的关键是要尽快做。随机数生成器,接触到物理世界收获熵做好随机出现的均匀扩散他们的研究成果。他们仍然是确定的,所以,只要有足够的努力,你仍然可以使一个很好的估计的结果,”纽厄尔说。

洛斯阿拉莫斯的单光子的方法
洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)正在寻找一个替代其树加密系统公司。,这在2014年同意许可熵发动机实验室的量子随机数生成器(QRNG)旨在提供真正的随机数以每秒2亿位加密高速网络连接。合并后的QRNG自己的产品套件和收购一个数字的专利相关的系统,其树最终退出了这项交易。

“我们有一些改进的技术和正在寻找另一个伴侣。的前公司的支持者决定不去追求它,”纽厄尔说。LANL的QRNG发现随机性在50/50的概率单个光子从低强度,仔细聚焦光源将传输或吸收。的结果不能被捕获从外面或不改变结果崩溃的波形。“大多数物理系统不改变很快加密数据在高速通信链路,是我们的目标,”纽厄尔说。“我们看的近100兆比特/秒,不是100赫兹,大约10纳秒。大多数系统非常10-nanosecond时间尺度预测。”

橡树岭的无数亿的光子
今年8月,橡树岭国家实验室(ORNL)授权QRNG发达来纽约Qrypt量子计算技术——加密提供者,看到像量子密钥分发系统开发,以及从ORNL QRNG步骤高速加密系统足够安全生存的最终到来的量子计算。

而不是集中在一个或两个光子,ORNL方法依赖于统计数据来自“无数亿的光子领域”产生的分束器,根据根据拉斐尔普斯呃资深科学家和研究团队领导ORNL量子信息科学组。

“不同于其他QRNG技术,我们的方法不需要等待单个光子出现,但允许我们使用大量的集体统计,”普斯说。

英国的启动量子基地有限公司附近,出来的隐形在夏季提供13个不同的配置以其USB或dongle-based QRNG和量子物理unclonable函数(PUF)旨在为片上做标识和加密什么量子加密数据。

产品设计故意身体小,范围狭窄,容易和便宜的合并到其他产品,根据罗伯特•年轻英国皇家学会研究员和兰开斯特大学的物理学教授共同创立量子基础主要是为了把他学东西在他自己的研究实际使用。

“我们开发了第一个纯电子真正的随机数发生器的工作的一个二极管和量子水平,”年轻人说。“90%的随机数生成器是大型和昂贵;我们很小,不要太贵,它使用量子力学在实际方面,当一切都在远离商业化的量子计算相当。”

使用量子力学,量子计算
虽然技术不同,这三个产品是为了提高加密的分数,更具成本效益的水平,一些量子计算的好处,而市场仍然是如何建造和出售量子计算机。

“随机数生成器是一个最简单的事情你可以从现场提取,但他们遵守量子力学定律,他们得到更高的信号噪声比,这是一个unhackable塞方式大多数密码学方案的弱点之一,”普斯说。“这不是确定的。你不能通过逆向工程。测量的过程遵循量子波函数。自然是要选择一个态下的崩溃。这个过程是随机的。伪随机数生成器可以样品混乱分布和随机的,但是是完全确定的,这使得它们很脆弱。”

他们也众所周知,理解和有效地使用了芯片制造商和安全开发人员20年来,根据本·莱文的产品管理高级主管Rambus安全部门。

随机数生成器计算也很好地证明了,众所周知,芯片制造商和开发商已经被成功运用的20年来,莱文说。

真正的随机数生成器与物理组件内置筹码的例子中,环形振子组成的盖茨,根据电压变化值和使用抖动作为entropy-have提供来源测试使用RNG从NIST和其他测试机构验证了它们产生真正的随机数和工作在一系列应用程序,莱文说。

”可能会有一些其他属性可以显示量子版,但是,与多个物理分离环集统计检验表明,熵是一个真正的来源,”莱文说。

双环形振荡器倾向于使用全球确定性恐慌,导致熵的外观,但更有可能导致独立观察员高估损失而不是实际论证熵的损失。

然而,它是可能的恢复输出的统计参数与一个水汪汪的层位,这可能给攻击者访问一个加密密钥,虽然可以减少或消除风险的正确数量和分离环和仔细的配置,根据一项2013年从里昂大学的数学分析,2009雷恩大学的统计分析。

ORNL量子随机数生成器的发展始于基本组件包括一个LED灯,无数亿的光子领域的来源。设备可以检测和测量光子的量子统计字段中,使用每一个为基础创建真正独特的加密密钥无法解释或预测。信贷:布莱恩·威廉姆斯/橡树岭国家实验室,美国能源部门(高分辨率的图像)

“一个混乱的随机数generator-true随机,而不是pseudo-designed到相同的芯片不是新东西;人已经添加密码地强烈熵源,”莱文说。“但是你没有得到安全从一件事。你需要确认所有的引导代码已经更改,有地方保持的关键和资源解决信任的根源如果其余的固件是妥协。你需要基本层的安全硬件和层额外的硬件和软件的基础放在一起一个适应性强的安全解决方案。”

提供真实的被认为是不可能的,完全可信赖的随机数只使用经典计算,然而,据2016年的论文在《自然通过跨学科的信息科学研究所研究人员,清华大学,北京,中国。