後量子密碼學

後量子密碼學（粵拼：hau6 loeng6 zi2 mat6 maa5 hok6）係响廿一世紀初興起嘅一套密碼學，同打前嘅密碼學技術最大分別在於想抵抗用量子運算嚟行嘅密碼分析。簡單講，廿世紀後期至廿一世紀初嘅電腦保安技術好多時都係靠將啲資料攞去加密，要破解呢啲加咗密嘅資料要做大量運算，而咁大量嘅運算現實電腦根本處理唔掂。但係後嚟量子電腦做到極高嘅運算能力，能夠破解呢啲技術做嘅加密，於是密碼學相關領域嘅專家就諗計應對量子運算。

2021 年喺德國影到嘅早期量子電腦 IBM Q 系統一。

呢篇文嘅概論部份，會用一般人都睇得明嘅方式講解，而概論後就會有比較專嘅內容。如果喺概論後嘅部份遇到有基本概念唔識，可以去參考吓密碼學同量子運算，亦可以睇睇運算複雜度嘅概念。

概論

密碼學嘅示範；呢封信望落好似係語無倫次嘅符號，但寫信人同收言人暗中知道封信噏乜。

内文：密碼學同量子運算

睇埋：運算複雜度

首先，要係噉咦講吓密碼學係乜。响廿一世紀初嘅資訊科技當中，電腦同電腦之間係噉互傳資訊。想像依家有個人打開一個 HTTP 開頭嘅網站（例如維基百科）嚟睇，佢部電腦—可以係手提電腦、檯上電腦或者智能手機等—會用傳輸層安全性（TLS）連去個網站嘅伺服器度。TLS 會結合一連串嘅密碼學作業，將啲資訊轉化做一串串望落完全語無倫次嘅符號，即係

• 用家傳咗嘅資訊：「我個電話號碼係 1234-5678。」
• 轉化完出嘅符號：「ojM14hutsdnJuwef」

—噉嘅話，有惡意嘅第三方人士（例如係想偷人信用咭號碼嘅黑客）就睇唔明呢啲資訊，同時收資訊嗰方當然係暗中知道點樣解讀段符號。進階啲嘅密碼學技術仲可以達致檢驗吓資訊係咪堅嘅，令到有惡意嘅第三方人士唔可以篡改資訊，或者透過假扮其他人嚟攞佢哋冇權攞嘅資訊。當一個打開個網頁嚟睇，佢個網頁瀏覽器可以接觸網站嘅伺服器 download 個伺服器條公開密匙（簡化講係幫手將符號轉化嘅數據），用條密匙同伺服通訊，噉就好安全。

喺廿一世紀初，密碼學技術通常都運用咗運算複雜度嘅概念。想像依家黑客想試吓撞密匙，即係將所有可能嘅密匙列晒出嚟，再逐個逐個攞去撞，想靠撞嚟破解段符號。問題係密碼學技術用咗好多數學原理，要靠撞嚟破解啲符號，平均要花（例如）足足一百萬年咁耐嘅時間先破解得到。不過研究表明咗，行量子運算嘅電腦可以達致極高嘅運算能力，例如本來要成一百萬年先計到嘅數，佢哋可以喺一個月內計完，於是好多電腦保安同相關領域嘅專家就開始擔心，量子運算嘅強勁運算力會唔會畀黑客用嚟輕易破解密碼學符號，於是就出咗後量子密碼學嘅諗頭—意思係指「用嚟應對量子運算後嘅世界」嘅密碼學。

睇吓

• 電腦保安
• 多重要素鑑別

文獻

用咗嘅重要概念嘅外語（主要係英文）名：

• 後量子密碼學：post-quantum cryptography
• 密碼學：cryptography
• 量子運算：quantum computing
• 加密：encrpytion
• 運算複雜度：computational complexity

引用咗嘅學術文獻或者網頁：