量子科技與量子電腦破密威脅,近年已成全球政府關注的議題,而對於美國而言,當然也希望及早取得這類技術領域的領導地位。

而在今年的5月4日這天,美國總統拜登正式簽署第10號國家安全備忘錄,簡稱為NSM-10,當中對於國家量子技術發展提出了多項指示。

首先,國家必須維繫該領域的主導地位;而在量子資訊科學(Quantum information science,QIS)方面,這是國家保持競爭優勢所需的關鍵,並要降低量子電腦對國家網路、經濟與安全的風險,因此,拜登要求各政府機構接下來要採取行動,將容易受到量子電腦衝擊的密碼系統,遷移到後量子密碼學的系統。

縱觀這份備忘錄的內容,有哪些重點?

以政策面而言,白宮認為,量子電腦具備推動全美經濟創新的潛力,不論是材料科學、金融到能源等各領域,都有可能受惠,,儘管目前還無法完全找出量子電腦可應用的面向與能力,但顯而易見的是,美國如果要在技術與科學居於領導地位,至少有部分關鍵將取決於此,而且,國家在量子運算與量子資訊科學領域,必須保持競爭優勢。

因此,從這份備忘錄公開的內容當中,我們可以看到該國量子技術的具體規畫。

例如:QIS研究計畫的核心投資標的,應該要聚焦在新的量子應用、量子元件製造新方法,以及光子、奈米與低溫半導體等各種相關的量子技術;同時,尋求及培養量子相關技能的下一代科學家與工程師,將QIS與相關網路安全的基礎教育納入學校課程,吸引這方面專家在國內就業,留住人才。

針對量子破密威脅,美政府機構正提出具體行動

除了量子運算發展所帶來的諸多好處,對於量子運算所產生的風險,在這份備忘錄中也有相關的指示。這是因為,量子運算其應用發展之一,是用於密碼分析相關的量子電腦(Cryptanalytically Relevant Quantum Computer,CRQC),其能力可破解全球數位系統所使用的公開金鑰密碼學系統。

因此,為了平衡美國在量子運算上的競爭機會與潛在風險,美國除了要持續投資量子運算,也要逐步更換國家的密碼系統,遷移到可對抗量子運算的密碼學系統上。

事實上,在今年1月,拜登簽署的第8號國家安全備忘錄中,就已經首度提及此議題。而在本次備忘錄中,提出更進一步的要求。

例如,在接下來90天之內,美國的商務部長將與國家標準技術研究所(NIST)總監合作,成立工作小組,共同研究如何推動採用後量子密碼(PQC)技術。

因PQC標準將在2024年正式發布,美國聯邦民事行政部(FCEB)發出指示,他們說,在NIST發布第一套技術標準,且相關標準已在商業產品當中實施之前,不得購買任何後量子密碼系統,但FCEB祭出這項限制之餘,也鼓勵各機構去測試這類商業產品。

對於要求各政府機構遷移到後量子密碼學系統,美國國家安全局(NSA)也在同一天,發出了相關公告。

他們表示,隨著白宮發布第10號國家安全備忘錄,作為國家安全系統(NSS)的管理者,對於使用此系統的五十多個政府部門和機構而言,由於這些系統包含機密資訊,或對軍事或情報行動至關重要,因此,國家安全局局長將監督這一遷移過程。

NSA表示,該局將領導此一備忘錄中的許多任務,以確保NSS系統能夠對抗量子攻擊。在此同時,NIST與網路安全及基礎設施安全局(CISA),也將負責相關任務,例如,促使美國的關鍵基礎設施,以及其他的政府系統,都能遷移到基於後量子密碼學的系統上。

事實上,量子科技是全球各國都重視的議題,在今年2月,新加坡也為了因應量子破密的威脅提出相關政策,將啟動三年期的計畫,保障國家關鍵基礎架構安全性是為通訊基礎架構加入量子技術破解防護,臺灣同樣有所準備,在2020年提出跨部會成立量子國家隊的概念,並在今年3月宣布正式成軍,已選出17個量子國家研發團隊為主要方向,期盼未來我國能在全球量子科技產業中佔有重要角色,至於國內政府後續如何督促重要機關與企業採用後量子密碼學,有待關注。

近日拜登總統簽署第10號國家安全備忘錄,並宣布兩項推進量子技術的總統指令,而在美國國家量子倡議專屬網站上,也揭露了所有QIS相關資訊,大力推動該國量子科技的發展。

在5月4日白宮簽署的第10號國家安全備忘錄中提到,在接下來的90天內,商務部長將與NIST合作成立一個工作小組,研究如何推動採用後量子密碼(pqc)技術。由於後量子密碼學標準將在2024年正式發布,FCEB機構也已發出指示,在NIST發布第一套技術標準且這些標準已在商業產品中實施之前,不得購買任何抗量子密碼系統。但也鼓勵機構測試這類商業產品。

在美國國家量子倡議專屬網站上,揭露了所有QIS相關資訊,大力推動該國量子科技的發展。這樣的專屬網站與資源,不僅成為國際上的重要參考,也能成為國內借鏡,或是國內也能打造這樣的資訊平臺。網址:https://www.quantum.gov/


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