秀爾演算法 它如何破壞現有加密
日期：2023-04-14
之前的文章提到，我們現在的加密方法，是以數學上有關聯，但又很難由一個去估計出另外一個來達到我們加密通訊的效果，這個數學上的關聯，簡單來說，就是一個大數，總可以分解成多個質因數。你的私匙就是質因數，公匙就是相乘的結果。而這篇文章的主角，「秀爾演算法」就是打破這個局面的Disruptor。
何謂秀爾演算法
秀爾演算法由彼得．秀爾於1994年開發。該算法可以高效地將大數分解為質因數，這個正正就是傳統加密的核心，當量子電腦配合上秀爾演算法，這個找質因數的需時，就由傳統電腦需要數百萬年變為幾分鐘的時間，現在最安全的加密都變成和沒有加密一樣。
我們離實現量子計算有多近
各位看完這個系列可能會想，我們有演算法，也有數百個量子位元的量子電腦了，那我們是否很快會進入量子計算的時代，我們視為理所當然的安全通訊是否很快就會消失？
在實現量子計算之前仍然面臨著兩大挑戰：其一主要的障礙是錯誤糾正問題。量子系統非常容易受到環境干擾，這會導致「量子比特」(也稱量子位元，qubit)，失去其量子特性並產生錯誤。研究人員正在開發錯誤糾正代碼與其他技術來減輕這一問題。另一個挑戰是量子計算機的擴展。目前，量子計算機中的量子比特數量相對較低，最先進的設備擁有幾百個量子比特。但要解決複雜問題並破解現有加密，可能需要數千甚至數萬個量子比特。
在CES 2018展覽上，IBM曾公開展示內置50個量子位元的量子電腦。
儘管面臨這些挑戰，量子計算的進展正在加速。科技公司以及眾多研究機構都在大力投資這一領域，致力於開發新的硬件、軟件和算法。雖然很難預測量子電腦何時會成為現實，但許多專家認為，在未來10年內，我們或會看到其實際應用。至於現在，我們還是可以放心去使用現有的加密技術，來過我們的互聯網生活吧。
——進階，選讀內容——
補充一點秀爾演算法工作原理，以最簡單的說法來講，它首先將問題轉化為求解一個模運算(Modular Arithmetic)的周期性，接著利用量子傅立葉變換找到這個周期。在找到周期後，算法透過最大公因數計算來將大整數分解為質因數。
有興趣的讀者可以到YouTube搜尋「veritasium quantum computing」，早兩星期我剛好看到一個相當好的科普影片，正是介紹這個題目。
作者電郵：mikewong@house730.com
