剑桥量子推出世界上第一个量子计算驱动的安全平台

光子盒研究院出品

量子计算机的出现增加了破解传统加密方法的可能性，为此人们正在开发抗量子密码(或后量子密码)。但同时量子计算机也可以为安全领域提供解决方案，因为量子比特的值在测量之前是不确定的，可以产生真正的随机数。

今年9月，亚马逊利用Braket量子计算服务平台上的Rigetti和IonQ量子处理器创建了真随机数。现在，剑桥量子(CQ)公司利用霍尼韦尔System H1量子计算机也创建了随机数，并推出世界上第一个量子计算驱动的加密密钥生成平台。随着CQ和霍尼韦尔量子解决方案部门的合并完成，CQ目前已是新公司Quantinuum的全资子公司，这也是Quantinuum成立后发布的第一个产品。

新产品叫做Quantum Origin，CQ表示它是世界上第一个基于可验证量子随机性的商用加密密钥生成平台，也是第一个使用含噪中等规模量子(NISQ)计算机构建的商业产品，旨在保护世界数据免受当前和未来的加密威胁。

随机性对于确保当前安全解决方案的安全以及保护系统免受未来量子攻击的威胁至关重要。这些攻击将进一步削弱随机数生成的确定性方法，以及不可验证随机且来自量子源的方法。

当今的系统受到RSA和AES等加密标准的保护。它们的弹性是基于无法从随机数发生器(RNG)中“断开”长字符串。然而，今天的RNG缺乏真实的、可验证的随机性；生成的数字并不像想象的那么不可预测。因此，此类RNG已成为越来越多网络攻击的防御漏洞。

除此之外，量子攻击的潜在威胁现在正在进一步提升，刺激犯罪分子窃取通过互联网传输的加密数据，以便以后使用量子计算机对其进行解密。即所谓的“现在窃取，以后解密”攻击。

Quantum Origin是一个云托管平台，可抵御这些当前和未来的威胁。它利用量子力学的不可预测性来生成加密密钥，这些密钥以来自Quantinuum的H系列量子计算机(由霍尼韦尔提供支持)的可验证量子随机性为基础。它支持传统算法(例如RSA或AES)以及目前由美国国家标准与技术研究院(NIST)标准化的后量子密码(PQC)算法。

H系列量子计算机

Quantinuum首席执行官、剑桥量子创始人Ilyas Khan说道：“我们多年来一直致力于研究一种有效且高效利用量子计算机独特功能的方法，以便在量子计算机普及后为我们的客户提供防御现在和未来的对手和犯罪分子的能力。Quantum Origin使我们能够免受当今最复杂、最强大的威胁以及未来量子计算机的威胁。”

剑桥量子公司网络安全主管Duncan Jones表示：“当我们谈论使用量子驱动技术保护系统时，我们不仅仅是在谈论保护它们免受未来的威胁。从对组织的大规模摧毁，到国家黑客和令人担忧的‘现在窃取，以后解密’攻击的潜在威胁，这些威胁在今天非常真实，而且很可能会继续存在。负责任的企业需要部署所有可能的防御措施，以确保在当前和未来的加密级别提供最大程度的保护。”

借助Quantum Origin，当组织需要生成量子增强密钥时，它就可以通过API进行调用。Quantum Origin会先生成密钥，然后用传输密钥对它们进行加密，并安全地将它们转发回组织。为了向组织提供高水平的保障，他们的加密密钥需要尽可能地不可预测，Quantum Origin将测试量子计算机的全部输出，确保每个密钥都来自可验证的量子随机性。

然后，这些密钥可以简单轻松地集成到客户的现有系统中，因为它们以传统网络安全系统和硬件可以使用的格式提供。这种从端到端的方法确保密钥生成是按需进行的，并且能够随着使用而扩展，同时保持安全。

Quantum Origin密钥可用于需要强大网络安全的任何场景。在产品推出后，剑桥量子将向金融服务公司和网络安全产品供应商提供Quantum Origin，然后再扩展到电信、能源、制造、国防和政府等其他优先领域。

该技术已经被用于合作伙伴的一系列项目。美国私人航天公司Axiom Space使用Quantum Origin对国际空间站和地球之间的后量子加密通信进行了测试，使用具有可验证量子随机性的后量子密钥加密，将消息“Hello Quantum World”发送回地球。富士通使用量子增强密钥和传统算法将Quantum Origin集成到其软件定义的广域网(SDWAN)中。

其他客户还包括法国泰雷兹集团(Thales)、加拿大量子网络安全解决方案提供商Crypto4A、美国公钥基础设施管理平台提供商Keyfactor和澳大利亚高性能加密安全解决方案提供商Senetas。

剑桥量子还发布了2021年10月由Dimensional Research公司对600名网络安全专业人士进行的调查结果。调查显示，60%的受访者预计，新的和不断发展的技术进步最早将在2023年击败当前的加密技术，只有38%的受访者认为他们的组织将准备好在2023年抵御这些技术。

这些结果与此前Michele Mosca博士和Marco Paini博士对44位量子专家进行的调查有很大不同[2]——绝大多数人认为，要实现一个可以在24小时内破解2048位密码的大型量子计算，还需要至少10年的时间。

参考链接：

[1]https://cambridgequantum.com/quantum-origin-press-release/

[2]https://quantumcomputingreport.com/quantum-threat-timeline-report-2020/

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