量子计算早已被讨论为对比特币的未来威胁。现在,研究人员表示,同样的技术可能会削弱由政府、记者和全球数百万用户使用的加密消息系统。
在周一发布的一份新的报告中,IBM描述了与Signal和Threema的通信开发者合作,重新设计消息协议,为一个量子计算机可能能够破解安全通信基础加密的未来做准备。
“要突破这种加密,对于即使是最强大的经典超级计算机来说几乎是不可能的,除非你有多达十亿年的闲暇时间。但今天正在进行的一场重大计算革命可能很快会改变这一点,”研究人员写道。
尽管关于量子威胁加密货币的内容已经被大量书写,但密码学研究员Ethan Heilman表示,加密消息平台面临的量子风险可能比比特币更为迫切。
“对于Signal这样的平台,短期威胁要比比特币大得多,因为存在存储转发攻击,”Heilman对Decrypt说。“可以想象,有人现在录下通信,然后在拥有量子计算机后再攻击它们。”
存储转发攻击发生在对手拦截并保存加密数据,或者在此情况下,今天的消息,意图在未来使用更强大的工具(如量子计算机)使破解加密成为可能时解密这些数据。
Threema和Signal分别于2012年和2014年推出,提供端到端加密消息、通话和群聊,且加密密钥存储在用户的设备上,而不是公司服务器上。
经典计算机无法破解当前的加密,但足够强大的量子计算机可以解决保护它的底层密码学问题。近年来,该领域的进展加速。
来自IBM、谷歌和加州理工学院的最新实验改善了稳定性、扩展性和错误修正,缩短了实际量子机器上线的时间,加剧了对使用椭圆曲线密码学来确保交易的加密货币(如比特币)威胁的辩论。
理论上,足够强大的量子计算机可以使用Shor算法从暴露的公钥中推导出私钥。
Heilman表示,政府中加密消息的日益普及突显了为何长期通信安全已成为研究人员的优先事项。
“我们看到很多白宫的人使用Signal,”他说,提到2025年被称为“Signalgate”的事件,其中透露美国国家安全官员,包括国防部长Pete Hegseth,曾在个人设备上使用消失的Signal消息讨论敏感政府事务,在将一名记者加入群聊后。
“历史上,有情报案例显示,通信在几十年前被录音,直到后来才被破解,”Heilman说。“因此,对于通信安全而言,总是存在未来解密过去的风险,而这一点是比特币所没有的。”
未来保护
Signal已开始为潜在的未来做准备,届时所谓的“现在收割,未来解密”的攻击成为现实。
在2023年,这家消息公司推出了PQXDH升级,以保护新会话免受此类攻击。在2025年,Signal通过Sparse Post-Quantum Ratchet (SPQR)协议升级增强了这些防御,将后量子保护扩展到进行中的消息、通话和媒体中。
就其而言,Threema表示正在与IBM的密码学研究人员合作,探索将国家标准与技术研究所标准化的ML-KEM算法整合到其消息系统中,作为向量子安全加密转变的一部分。
该研究还侧重于保护元数据,包括关于谁是加密群聊成员的信息。
“在尝试将现有的Signal协议移植到量子安全以保护这些元数据时,团队迅速意识到仅仅用量子安全版本替换当前组件可能会导致Signal带宽提高多达一百倍,”报告中写道。“这意味着他们需要从头开始重新设计协议,以提高速度和通信效率。”
大多数研究人员表示,能够攻击比特币的机器仍远远超出当前技术。然而,Heilman警告说,若量子进展持续,开发速度可能会加快。
“一旦威胁变得更加真实,事情就会更快发展,”他说。
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