每天，数十亿条加密信息在云网络中传输，这些信息受到数学难题的保护，这些难题极其复杂，以至于我们现有的计算机需要比宇宙年龄更长的时间才能破解它们。加密技术帮助我们实现了网上银行、电子商务和云计算。我们可以将其视为数字经济的隐形基础。
然而，一个问题即将出现。量子计算机即将把不可能的数学难题变成几分钟内就能解决的琐碎计算（而不是数十亿年）。我们所依赖的、几十年来保护云网络的所有加密方法都已时日无多，大多数组织都对即将发生的事情一无所知。
了解云安全的量子威胁
当今用于保护云网络的最佳加密方法并非不可破解，只是典型的计算能力很难通过暴力攻击破解。分解大数、求解离散对数以及计算椭圆曲线问题是 RSA、Diffie-Hellman 和椭圆曲线密码学的基石。
Shor 算法是数学家 Peter Shor 于 1994 年开发的一种量子计算方法，它利用叠加和纠缠等量子特性来分解大数，速度比任何经典方法都要快得多。
Shor 算法并非逐一尝试所有可能的因素（暴力破解的本质），而是利用量子力学同时测试多种可能性，几乎可以立即求解。这使得每个 TLS/SSL 连接、数字签名和身份验证协议都变成了数字版的纸牌屋。
Grover 算法对对称加密构成了不同但同样严重的威胁，实际上将密钥的强度减半，并使 AES-128 与 64 位加密一样弱。
“先收集，后解密”攻击意味着不法分子已经在收集加密数据，等待量子计算机强大到足以解锁的那一天。
对云网络的潜在影响
云环境非常脆弱，因为它们严重依赖共享基础设施。在典型的云设置中，多个客户的数据运行在同一物理硬件上，并由多层加密隔离。
当量子计算机找到突破这些保护层的方法时，租户之间的隔离就会消失，从而产生潜在的跨租户攻击，即入侵一个客户的数据就会让数百个（甚至数千个）其他客户的数据受到访问。
现代云身份验证依赖于广泛使用的协议，例如 OAuth、SAML 和 Kerberos。所有这些协议都使用了量子计算机可以破解的加密方法。当这些身份验证系统失效时，整个安全云访问的概念就会崩溃。
后量子云的防御策略
但并非全是厄运和悲观。网络安全界几十年前就已充分意识到量子威胁，并预知其即将到来的危险。因此，他们一直在加强相应的准备工作。
思考加密的最佳方式就像一场军备竞赛。当一方研发出更先进的武器时，另一方就会研发出更先进的装甲。量子计算代表着这场战斗中迈出的重要一步，它将要求我们在安全处理方式上做出重大转变。
网络安全服务一直在开发和集成各种抗量子解决方案。美国国家标准与技术研究院 (NIST) 发布并标准化了几种后量子加密算法，这些算法基于量子计算机难以解决的数学问题。这些算法包括基于格的加密和基于哈希的签名。
量子密钥分发 (QKD) 为最敏感的应用提供了一种截然不同的方法。QKD 利用量子安全力学特性来检测是否有人在窃听密钥交换。如果有人试图拦截量子密钥，量子态就会发生变化，从而向通信双方发出安全漏洞的警报。
关键在于，量子技术不仅对云安全构成威胁，也是增强云安全的有力工具。量子安全随机数生成器可以创建真正不可预测的加密密钥，而量子驱动的人工智能系统可以处理海量网络数据，以前所未有的速度检测威胁。
最后的话
量子计算是云安全史上最大的威胁之一，也是最重要的机遇之一。量子计算的快速发展将令那些落后的组织措手不及。
虽然这些能力可能还需要数年时间才能实现，但准备的时间窗口正在关闭。尽管随着这一日期的临近，可能会有更多保护措施，但提前做好准备，确保您的安全态势尽可能保持最新状态仍然值得，尤其是在处理敏感数据或在高度监管的行业运营的情况下。
从来没有人抱怨过他们的数据太安全，而且当量子革命最终到来时，除了安心之外，您还会知道您受到了良好的保护。
