摘要:在现代,密码学被认为是数学和计算机科学的分支,并且与信息安全密切相关。随着互联网的加速进度和数字通信的增加,对加密保护的更强大,更有效的方法的需求变得更加明显。随着计算能力的快速增加,破坏加密算法的潜力也会增加。现代密码学中的这一事实创造了对更强大,更先进的加密算法的需求。现代密码学的一个开发方向是量词后加密图,它可以承受量子计算机的攻击。除了对传统加密技术的潜在威胁外,还可以将人工智能工具与开发和实施加密算法的过程相结合。例如,高级机器学习算法可用于识别加密系统和算法中的潜在漏洞并提高其安全性。随着技术的不断发展,密码学领域正在开发新技术,以使其领先新的威胁。在本文中,探讨了现代密码学的当前成就,并解释了该领域的研究观点。
经典密码学是一种久经考验的方法来保护通信和数据,依靠数学算法和计算复杂性来编码和解码消息。它的根源延伸了几个世纪,历史示例等历史示例,例如凯撒密码等替代密码和诸如铁路栅栏密码之类的转换密码。这些经典的加密技术通常采用密钥来加密和解密消息,其安全通常取决于密钥的认识。值得注意的经典加密算法包括用于公钥加密的RSA算法,用于对称键加密的AES算法以及Diffie-Hellman密钥交换协议。然而,经典的加密术面临着计算能力的进步和新数学技术的发展所带来的潜在威胁,尤其是随着量子计算机的兴起。量子计算机具有损害许多现有的加密方案(例如RSA和ECC)的能力,利用它们在解决特定数学概率等特定数学概率(如整数分解和离散对数)方面的效率。量词后加密:量子后加密(PQC)代表一种当代的加密方法,该方法旨在承受经典和量子计算机的攻击。它的目标是即使面对有效的量子计算机,也要锻造加密算法的弹性。PQC算法通常是从数学问题中得出的,对于经典计算机和量子计算机而言,这是艰巨的。示例是基于晶格的密码学,基于代码的密码学,基于哈希的密码学和多元多项式密码学[1]。PQC的演变对于在预计见证量子计算机出现的时代中保留持久的感知信息的持久安全至关重要。正在进行标准化PQC算法的努力,旨在确保在不同的系统和应用程序中广泛采用和兼容。作为跨学科合作的进步,目标是建立新的加密标准,以确保量化后时代的信息持久安全性[2-13]。
1 约克大学计算机科学系和约克量子技术中心,约克 YO10 5GH,英国 2 麻省理工学院 (MIT) 电子研究实验室,马萨诸塞州剑桥 02139,美国 3 丹麦技术大学物理系宏观量子态中心 (bigQ),Fysikvej,2800 公斤。丹麦林比 4 佛罗伦萨大学物理与天文系,via G. Sansone 1, I-50019 Sesto Fiorentino (FI),意大利 5 帝国理工学院计算系,肯辛顿,伦敦 SW7 2AZ,英国 6 约克大学数学系,约克 YO10 5DD,英国 7 谢菲尔德大学物理与天文系,谢菲尔德 S3 7RH,英国 8 利兹大学电子电气工程学院,利兹,LS2 9JT,英国 9 马来西亚国际伊斯兰大学 (IIUM) 科学学院,Jalan Sultan Ahmad Shah,25200 Kuantan,彭亨,马来西亚 10 马来西亚博特拉大学数学研究所 (INSPEM),43400 UPM Serdang,雪兰莪,马来西亚 11 悉尼科技大学软件学院量子软件与信息中心,悉尼新南威尔士州2007,澳大利亚 12 新加坡国立大学电气与计算机工程系和量子技术中心,新加坡 13 帕拉茨基大学光学系,17. listopadu 50, 772 07 Olomouc,捷克共和国 14 帕多瓦大学信息工程系,via Gradenigo 6B,35131 Padova,意大利 15 爱丁堡大学信息学院,10 Crichton Street,爱丁堡 EH8 9AB,英国