量子電腦威脅下軟體執行檔遷移的工具鏈

Centrala begrepp

本工作提出了一個名為QED的工具鏈,用於協助識別軟體執行檔中的量子脆弱性。QED採用三階段方法,從檔案層級到API層級,最終精確地識別觸發量子脆弱API的靜態執行路徑。

Sammanfattning

本工作提出了一個名為QED的工具鏈,用於協助識別軟體執行檔中的量子脆弱性。

QED的第一階段旨在確定依賴於量子脆弱密碼學函式庫的軟體執行檔。第二階段識別這些函式庫中的量子脆弱API,並消除不依賴這些API的執行檔。最後一階段通過執行靜態呼叫圖分析,精確地確定從執行檔入口點到量子脆弱API的執行路徑。

QED在合成數據集上實現了100%的真陽性率和真陰性率。在真實世界數據集上,QED能夠在平均4秒內完成對226個執行檔的分析,並將手動分析工作減少超過90%。

QED希望能成為一個關鍵工具,幫助小型和中型企業順利過渡到量子安全密碼學。

Statistik

"量子計算機可能在4,098個無噪聲量子位的情況下破解RSA密碼系統,而橢圓曲線需要2,330個量子位。"
"NIST建議組織內部建立量子就緒團隊,準備將其軟件系統遷移到量子安全密碼學。"

Citat

"量子計算機可能在4,098個無噪聲量子位的情況下破解RSA密碼系統,而橢圓曲線需要2,330個量子位。"
"NIST建議組織內部建立量子就緒團隊,準備將其軟件系統遷移到量子安全密碼學。"

Viktiga insikter från

A Toolchain for Assisting Migration of Software Executables Towards Post-Quantum Crytography

by Norrathep Ra... på arxiv.org 09-13-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.07852.pdf

Djupare frågor

量子計算機的發展速度會否超出預期,對現有密碼學系統構成更大威脅?

量子計算機的發展速度確實可能超出預期，這主要是由於持續的技術突破和大量資金的投入。隨著量子位數量的增加，量子計算機在解決某些數學問題上的能力將顯著提升，這對現有的公鑰密碼系統（如RSA和椭圆曲线密码）構成了直接威脅。根據研究，破解RSA加密需要約4098個邏輯量子位，而破解椭圆曲线加密則需要2330個邏輯量子位。隨著量子計算技術的進步，這些加密系統的安全性將受到挑戰，特別是在未來二十年內，當商業化的量子計算機變得可行時。因此，組織必須提前採取行動，遷移到量子安全密碼學（PQC），以減少潛在的安全風險。

如何確保軟體系統在遷移到量子安全密碼學後仍能保持高效和可靠的性能?

為了確保軟體系統在遷移到量子安全密碼學後仍能保持高效和可靠的性能，組織應採取以下幾個策略。首先，進行全面的風險評估和加密庫的清查，以確定現有系統中使用的加密算法和庫，並識別出量子脆弱的部分。其次，選擇經過驗證的量子安全加密算法，這些算法應該在性能上與現有的加密算法相當，並且能夠無縫集成到現有系統中。此外，進行性能測試以評估新算法的效率，並根據測試結果進行必要的優化。最後，持續監控系統性能，並根據需要進行調整，以確保在遷移過程中不會影響系統的整體性能和可靠性。

除了軟體執行檔,組織還需要考慮哪些其他方面的量子脆弱性,以確保全面的量子安全防護?

除了軟體執行檔，組織還需要考慮多個方面的量子脆弱性，以確保全面的量子安全防護。首先，應該對所有使用的加密庫進行評估，確保它們不僅在執行檔中是安全的，還要檢查它們的依賴性和版本更新。其次，網絡通信層的安全性也至關重要，組織應考慮使用量子安全的傳輸協議來保護數據在傳輸過程中的安全。此外，對於存儲的數據，應考慮使用量子安全的加密技術來保護靜態數據的安全。最後，組織還應該建立量子安全的應急響應計劃，以應對潛在的量子攻擊，並確保所有員工都接受相關的安全培訓，以提高整體的安全意識。