能源管道瘫痪，将迫使美国寻求量子解决方案

光子盒研究院出品

本文来自《福布斯》在5月12日的报道。

上周末，美国主要燃油、燃气管道运营商Colonial Pipeline于当地时间5月8日发布声明称，其在7日受到黑客攻击，被迫关闭全部管道运营系统。当地时间9日，美国联邦政府交通部联邦汽车运输安全管理局宣布美国17个州和华盛顿特区进入紧急状态，以应对勒索软件的攻击。

尽管过去勒索软件对Colonial Pipeline攻击的结果已经足够具有破坏性，这次在美国全国范围内和东北部的天然气管道上仍然造成了巨大的经济冲击。

尽管如此，如果仍有身份不明的黑客想入侵运行管道的技术，而不是简单的勒索钱财，他们的攻击可能会造成灾难性的影响，时间持续数月甚至数年。取而代之的是，运营商自己主动关闭管道以防止此类事件的发生：即使在十年或更长时间的警告后，也不得不承认能源网络就像电网一样脆弱。

加上一个多月前与天气有关的德克萨斯州停电事件，管道攻击是一个明确而现实的警告，它将造成数万亿美元的损失。除非对保护电力和能源基础设施严肃起来，否则像上周末这样的攻击破坏性将更大，直到面临最坏的情况：未来的量子计算机攻击将摧毁整个美国经济。

Colonial Pipeline在美国阿拉巴马州的油罐场

美国政府表示，这不是第一次遭受黑客攻击了。2007年，美国政府包括国防部在内遭受了全面的网络攻击。此次攻击范围之广，以至于将其称为“网络珍珠港”事件。2015年，联邦人事管理局（OPM）遭受了黑客攻击，影响了至少2000万名联邦雇员的档案。最近一次是去年太阳风黑客事件的曝光。

然而，即便如此，网络安全系统仍然脆弱，仍然暴露无遗。就好像是在1941年12月7日炸弹被扔到珍珠港之后，美国人读到了有关美国舰队瘫痪的信息，然后翻个身继续睡。

在网络灾难中沉睡不再是一种选择。幸运的是，量子革命的新兴技术为最严重的基础架构威胁（包括未来的量子计算机攻击本身）提供了长期和短期的解决方案。

第一个解决方案是专门用于抵御未来量子计算机攻击的软件算法。在后量子密码学（PQC）领域，这些算法可以抵御传统的网络攻击。

美国国家标准技术研究院（NIST）的科学家和工程师正在努力推动PQC国家标准，该标准将于2024年完成，将部署以保护所有公共加密。美国迫切需要这些算法，因为它们也可以对传统黑客的攻击提供保护。实际上，像加拿大ISARA 这样的公司已经在部署PQC算法。

第二种量子解决方案就近在咫尺。它利用与量子计算相同的科学现象（亚原子粒子纠缠），为端到端用户之间的通信提供了防止黑客攻击的密钥。

一些基于量子的密码系统中使用量子随机数发生器来生成量子加密密钥。另一家公司Qubitekk生产纠缠光子，以在通信链路的两端生成相同的对称密钥。在任何一种情况下，任何未经授权的通信入侵都会立即切断链接，然后每个人都立刻知道发生了攻击。

在系统控制室中工作的操作员

这些基于量子的解决方案特别适合监督控制和数据采集（SCADA）系统，该系统从中央指挥中心控制和监视现场设备。公用事业和基础设施公司多年来一直使用SCADA系统来管理电站和管道。

这些设备在很大程度上依赖于点对点通信来进行操作，而通信协议则不断地将数据从传感器传输到SCADA服务器，然后再传输回传感器。量子密码学可以为这些协议提供防篡改保护。

橡树岭国家实验室（ORNL）和洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）的科学家一直在研究量子密钥分发（QKD）功能，以确保能源部门的安全。许多美国和欧洲公司已成功为其客户部署了类似的量子密钥网络。

综上所述，量子解决方案可以保护当前和将来的系统免受量子计算机攻击。花数十亿美元购买在3-4年内就会废弃的传统网络保护是没有意义的，因为黑客总会找到绕过这些保护措施的方式，而应该投资可持续数十年量子防黑客攻击保护解决方案。

由于持续的网络漏洞，美国变得像敞开大门的银行保险库。这简直就在邀请攻击者，而当真正有决定性的捕食者入侵时，可能意味着美国经济的毁灭，不只是几个月或一年，而是永远。

量子技术可能无法解决所有问题，但它可能是我们一直在等待的，也是黑客们一直希望我们发现不了的终极防火墙。

参考链接：

https://www.forbes.com/sites/arthurherman/2021/05/12/protecting-powerlines-and-pipelines-the-quantum-solution/?sh=5a32d27d4f4e

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