防御量子计算网络攻击的神器诞生

华盛顿大学的数学家们设计了一种加密代码，可以抵御量子计算机能力级别的黑客攻击。

使用高等数论和密码学原理，研究者们重新设计了名为knapsack的一种老旧的不知名加密算法，以给未来的网络安全需求创造更好的环境。研究成果被刊登在The Fibonacci Quarterly期刊上。

量子计算时代即将到来

量子计算机工作在亚原子层面上，从理论上讲，能提供百万倍乃至千万倍于当今硅基计算机的算力。包括谷歌的几家公司都在竞相展开相关研究。

研究项目的负责人表示，目前的网络安全模式完全不敌量子计算机。未来，进行网购或者第三方支付都有可能受到量子计算机的威胁。

量子计算机完全有能力破解当今的公钥密码体系：基于大数不可分解理论基础上的公钥加密、私钥解密。公钥密码学至今表现不错，然而量子计算机可以极快地分解这些大数。类似knapsack这样的算法难题有可能缓解未来的情况。另外，幸运的是，近些年的重大数据泄露案例显示，很多攻击都是基于社会工程学，而并非直接破解公钥密码。

▲海姆林和韦伯

新型公钥

为了保护未来的网络信息，研究者们翻出了早已被弃置的knapsack算法。为了将其改造到量子算力层面上，并使用其作为未来公钥加密的方式，研究者们为算法设计了一套新的数学系统。

研究者使用了多种方式来表示数字，以替代目前社会一成不变的二进制和十进制计数模式。通过使用非常复杂的数字串，研究者们制造了knapsack的一种全新版本，能够抵御常规的网络攻击，他们希望这套新版knapsack能够为量子时代的公钥密码体系提供新的选择。

Knapsack算法

knapsack是一个诞生于1897年的数论难题，在基本形式上非常难解。

研究者解释称，knapsack难题的问题是，如果有一个大数（knapsack）和很多小数（objects），小数集合的哪个子集能够完美构成大数。该难题被用于构成knapsack算法。

在上世纪70年代，knapsack算法被提出作为公钥加密的手段，但自从它被用两种不同的方式破解后，人们对它丧失了兴趣。

研究人员把knapsack带回前台起源于一场思维训练。

Knapsack算法简洁优美，但已经被破解，研究人员们最初尝试对其进行改进，以恢复其安全性。他们对算法的基础层面进行了修复，补上了很多弱点，比如以前的格约简漏洞。研究人员认为该算法现在已经能够提供量子层面上的安全保障。

尽管该算法还需要进一步的外部测试，其仍旧有可能成为未来网络交易的基础。

每次通过互联网发送加密消息，就需要一个公钥密码，此算法是新型公钥算法的候选项之一。