量子威脅:哪種密碼學會消亡,哪種會存活? (或者:為什麼 ZK-STARKs 是 PQ 安全的?) 之前,我解釋了量子電腦是如何運作的: 把解決問題想像成試圖逃出迷宮。 有很多可能的路徑,你需要檢查每一條,直到找到出口。這就是傳統(非量子)電腦的運作方式。 但量子力學的法則允許做得更好。它們允許一個系統(一些粒子)並行探索迷宮中的 *所有* 不同路徑。到達出口的路徑仍然可行,而通往死胡同的路徑則消失。 然後,宇宙隨機選擇一條可行的剩餘路徑(這是愛因斯坦不喜歡的部分,他說「上帝不玩骰子」,但實際上他確實在玩)。 這就是量子電腦解決問題的方式,這些問題傳統電腦需要數百萬年才能解決。 但有些類型的密碼學原語可以被量子電腦破解,而有些則保持安全。 這怎麼可能? 在我之前的解釋中,我省略了一個關鍵部分:並不是所有的迷宮都是一樣的。 有些迷宮中,死胡同的路徑會消失,留下宇宙中只有一條通往出口的好路徑。 我稱這些為「量子簡單迷宮」,因為當宇宙為這樣的迷宮抽樣一條路徑時,它總是會是一條通往出口的路徑。容易到達迷宮的結尾意味著容易被破解。 然而,在「量子困難迷宮」中,所有路徑都保持「活著」,無論它們是否到達死胡同或出口。 對於這樣的迷宮,量子電腦並不比傳統電腦更好。當上帝擲骰子並選擇一條路徑時,所有路徑——好路徑和壞路徑——出現的可能性是相等的。 因此,量子電腦做的類似於傳統電腦的事情,隨機檢查迷宮中的一條路徑。 現在你可能在問: 哪些迷宮是量子簡單的,哪些不是?...