NSA造“量子计算机”可破解任何密码？

　　流言

　　斯诺登泄漏的文件显示,美国国家安全局(NSA)正在开发一个“量子计算机”，可以破解几乎任何类型的加密, 该项目是其总额为7970万美元的“穿透硬目标”项目的一部分，项目在马里兰大学帕克实验室运作。这种“量子计算机”能够帮助美国国安局破解任何类型的加密，包括银行、医疗、商业以及政府的密码。

　　真相

　　这个流言是假的！量子计算机并不相当于一台能够做高速运算的经典的超级计算机。它的出现会威胁到当前的密码体系，同时我们也有足够的技术储备来维持我们的隐私，维护目前的秩序

　　论证

　　什么是量子计算机？

　　首先，量子计算机并不相当于一台能够做高速运算的经典的超级计算机。量子计算机能以高速度解决某些特定的问题，但却对别的问题无能为力。目前人们找到的高速度的量子算法大体有两类，一类是解决隐含子群问题的，比如因子分解问题、离散对数问题等，量子计算机在这些问题上有指数级的加速；另一类是 量子随机游走相关的，比如说Grover算法（在O(sqrt(n))时间内搜索大小为n的数据库）等，量子计算机在这些问题上有多项式级的加速。还有一些比较奇怪的就不说了。在这些特定的问题上，量子计算机能迅速解决问题，但出了这个范围，目前它跟经典计算机没什么区别。

　　会威胁到当前的密码体系，但并非无所不能

　　量子计算机能解决的问题，是否会威胁到当前的密码体系呢？答案是的确会。目前的密码体系大体有两种：对称密码与非对称密码。AES是前一种的例子，RSA是后一种的例子。对称密码的话，Grover算法能进行不小的加速，比如说AES-128的密钥空间是2^128，通过构造适当的可以量子化的数据库黑盒子，Grover算法能在大约2^64的时间内找到密钥，而经典计算机则需要大概2^128的时间。不过这个问题并不特别大，换用更长的密钥就可以了。问题在于非对称密码，无论是基于因子分解问题的RSA，还是基于椭圆曲线上离散对数的ElGamal，都可以用量子计算机在很短的时间内破解。而偏偏这些算法特别重要，无论是银行转账、身份识别、在线浏览，很多都需要非对称算法来进行密钥分发与身份验证。举个例子，上Gmail时候会自动SSL加密，这个东西就是用RSA来做密钥分发的。

　　那么，一旦量子计算机做出来之后，是不是隐私就无处遁形呢？那倒不一定。

　　学界早就关注这个现象了，也提出了一些能解决这个问题的非对称密码体系，比如说基于格（lattice）的体系（比如NTRU）、基于纠错码的体系（McEliece），还有基于多变量的体系。这些体系都不依赖于隐含子群问题，所以对量子计算机造成的威胁是免疫的。不过，这些体系各有各不太实用的地方，也有些弱点，所以目前没有很多人采用。不过一旦足够规模的量子计算机造出来了，我们也有足够的技术储备来维持我们的隐私，维护目前的秩序。