當(dāng)前用來保護(hù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)所采用的技術(shù)主要為代碼加密。但是由于量子計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力，使其可能在未來的某一天可以找到破解這些加密技術(shù)的算法，隨之這些加密算法便變得不再安全。

華盛頓州立大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中心的導(dǎo)師Nathan Hamlin，就正在為這種未來的可能不安全做著準(zhǔn)備。

Nathan Hamlin 最近在《離散數(shù)學(xué)開放雜志》（Open Journal of Discrete Mathematics）上發(fā)表了一篇新文章。在這篇文章中，他解釋了一段他為博士論文所寫的名為“通用背包編碼”（Generalized Knapsack Code）的代碼，如何阻止下一代擁有量子計(jì)算機(jī)的黑客們的攻擊。

這篇文章澄清了對(duì)公共秘匙編碼這個(gè)復(fù)雜領(lǐng)域的誤解，并且為那些在量子計(jì)算時(shí)代終將承擔(dān)起互聯(lián)網(wǎng)安全重任的科學(xué)家們，提供了一個(gè)基本的認(rèn)知起點(diǎn)。

Hamil 說：“設(shè)計(jì)安全系統(tǒng)以保護(hù)數(shù)據(jù)，這項(xiàng)工作會(huì)涉及來自許多不同領(lǐng)域的專家，他們的工作方式也會(huì)有很多的不同點(diǎn)。所以在某一時(shí)刻的工作中可能會(huì)包括純粹的數(shù)學(xué)家、應(yīng)用數(shù)學(xué)家、計(jì)算機(jī)程序員和工程師多方的參與。為了實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)工作中的這種多方參與，因此我們需要一個(gè)共同的語言來幫助這些來自不同領(lǐng)域的人的溝通，然后他們才能為未來網(wǎng)絡(luò)傳輸和私人會(huì)話的安全做出更好的設(shè)計(jì)決策。”

為未來作準(zhǔn)備

Hamlin還表示，“量子計(jì)算機(jī)在亞原子級(jí)的層面上進(jìn)行操作，理論上講它的計(jì)算能力是普通硅基計(jì)算機(jī)的數(shù)百萬倍。所以下一代武裝上量子計(jì)算機(jī)的黑客們?cè)诶碚撋鲜强梢云平猱?dāng)前我們?cè)诨ヂ?lián)上傳輸?shù)娜魏涡畔⒌摹?rdquo;

為了打造一個(gè)基于未來需要的更好的在線安全系統(tǒng)，Hamlin和退休數(shù)學(xué)系教授William Web 通過采用一種超越普通二進(jìn)制編碼和當(dāng)前計(jì)算機(jī)所普遍采用的以1－0 為基準(zhǔn)的操作序列的替代數(shù)字表達(dá)技術(shù)，改進(jìn)了之前的代碼，最終在2015年寫出了“通用背包編碼”（Generalized Knapsack Code）。

Hamlin在他的論文中，用計(jì)算機(jī)科學(xué)家、計(jì)算機(jī)工程師和其他領(lǐng)域的專家們能共同理解的方式，一步步地詳細(xì)的地闡述“通用背包編碼”是如何工作的。

他解釋說，通過采用比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所采用的二進(jìn)制0-1編碼技術(shù)更為復(fù)雜的數(shù)串來偽裝數(shù)據(jù)，“通用背包編碼”為防御量子計(jì)算攻擊提供了一套可行的安全方案。

“通用背包編碼”通過采用“不僅僅使用0-1進(jìn)行編碼的”多種編碼方法，擴(kuò)展了當(dāng)前計(jì)算機(jī)所用于操作的二級(jí)制編碼。

這樣的改進(jìn)，可以阻止更多的網(wǎng)絡(luò)攻擊，這其中也包括可以破解原始版本背包編碼的基歸約攻擊。

Hamlin 希望自己的這篇論文 “數(shù)學(xué)加密技術(shù)中的數(shù)字”（Number in Mathematical Cryptography）可以幫助掃清人們對(duì)于他所研究的、這個(gè)處于科學(xué)深處的領(lǐng)域的誤解，從而使得“通用背包編碼”得到更好的發(fā)展，并為未來所用。

“量子計(jì)算將會(huì)改變我們處理數(shù)據(jù)的方法。但是我們，作為一個(gè)社會(huì)的整體，我們也必須為這些改變做出相應(yīng)的準(zhǔn)備”，Hamlin說。

類似于通用“背包編碼”這樣的編碼，在普通常規(guī)硬件上的實(shí)現(xiàn)，就可以有效地抵御武裝上量子計(jì)算機(jī)黑客的攻擊。我想，現(xiàn)在是時(shí)候可以考慮在量子計(jì)算時(shí)代，這些代碼在商業(yè)和或者通信領(lǐng)域的應(yīng)用。”