量子電腦的威脅早已不是新聞，特別是對比特幣等加密貨幣而言。但現在，研究人員指出，同樣的技術也可能對全球政府、記者以及數百萬用戶使用的加密通訊系統造成威脅。這並非危言聳聽，而是迫在眉睫的挑戰。
IBM 近期發表了一份報告，詳細描述了他們與 Signal 和 Threema 等通訊軟體開發者合作，重新設計通訊協定的過程，以應對未來量子電腦可能破解安全通訊加密的風險。這項研究揭示了量子運算對數位安全的潛在衝擊，以及我們必須如何積極應對。
報告中提到：「即使是最強大的傳統超級電腦，也幾乎不可能破解這類型的加密，除非你有多餘的十億年可以浪費。但今日正在進行的重大運算革命，可能很快就會改變這種情況。」這句話點出了關鍵：現有的加密技術在量子電腦面前，將變得不堪一擊。
雖然關於量子威脅加密貨幣的文章已經很多，但密碼學研究員 Ethan Heilman 認為，加密通訊平台可能比比特幣更早面臨量子風險。「對於像 Signal 這樣的通訊軟體而言，短期威脅遠大於比特幣，因為存在『儲存後轉發攻擊』的可能性。」Heilman 解釋道。
什麼是「儲存後轉發攻擊」？
這種攻擊是指攻擊者攔截並儲存加密資料（例如訊息），打算在未來利用更強大的工具（例如量子電腦）來解密。換句話說，現在被認為是安全的訊息，在未來可能被輕易破解。
Threema 和 Signal 分別於 2012 年和 2014 年推出，提供端到端加密的訊息、通話和群組聊天功能，加密金鑰儲存在用戶的設備上，而不是公司伺服器上。這種設計在傳統電腦的環境下提供了高度的安全性，但面對量子電腦，這些保護措施可能失效。
傳統電腦無法破解目前的加密技術，但功能足夠強大的量子電腦可以解決保護它的底層密碼學問題。近年來，該領域的進展加速，這也加劇了對加密貨幣（如比特幣）的威脅的擔憂，因為比特幣使用橢圓曲線密碼學來保護交易。
理論上，功能足夠強大的量子電腦可以使用 Shor 演算法，從暴露的公開金鑰中推導出私鑰。這意味著，過去的通訊紀錄，甚至是現在正在進行的通訊，都可能在未來被解密。
Heilman 指出，加密通訊在政府部門的日益普及，凸顯了長期通訊安全為何已成為研究人員的優先事項。「我們看到很多白宮人員使用 Signal。」他指的是 2025 年發生的「Signalgate」事件，當時曝光了包括國防部長 Pete Hegseth 在內的多位美國國家安全高級官員，在個人設備上使用閱後即焚的 Signal 訊息來討論敏感的政府事務，甚至還將一名記者添加到群組聊天中。這個事件敲響了警鐘，提醒我們加密通訊的安全性並非絕對。
「歷史上，曾發生過幾十年前被記錄的通訊，直到後來才被破解的情報案例，」Heilman 說。「因此，對於通訊安全而言，始終存在未來解密過去的風險，而這是比特幣所沒有的。」
Signal 如何應對量子威脅？
Signal 已經開始為潛在的未來做準備，以應對所謂的「現在收割，未來解密」的攻擊。在 2023 年，該通訊軟體推出了 PQXDH 升級，以保護新的會話免受此類攻擊。在 2025 年，Signal 透過稀疏後量子棘輪 (SPQR) 協議升級加強了這些防禦，將後量子保護擴展到正在進行的訊息、通話和媒體。
Threema 則表示，他們正在與 IBM 的密碼學研究人員合作，探索將美國國家標準與技術研究院標準化的 ML-KEM 演算法整合到其訊息系統中，作為轉向量子安全加密的一部分。
研究還側重於保護元數據，包括關於誰屬於加密群組聊天的資訊。報告指出：「在嘗試將現有的 Signal 協議移植到量子安全方面，以保護此元數據時，該團隊很快意識到，僅僅用量子安全版本替換當前組件可能會導致 Signal 的頻寬增加高達一百倍。這意味著他們需要從頭開始重新設計協議，以提高速度和通訊效率。」
量子電腦對比特幣的威脅
雖然大多數研究人員認為，能夠攻擊比特幣的機器仍然遠遠超出目前的技術水平，但 Heilman 指出，如果量子技術繼續發展，發展速度可能會加快。「一旦威脅變得更加真實，事情就會進展得更快。」他說。
量子電腦的發展對數位安全提出了前所未有的挑戰。雖然短期內比特幣可能面臨的威脅較小，但加密通訊軟體，如 Signal 和 Threema，則必須積極應對「儲存後轉發攻擊」的風險。這需要從協議設計、加密算法以及元數據保護等多個方面進行全面升級。
對於台灣的軟體開發者、資訊安全專家以及政府部門而言，了解量子威脅並提前做好準備至關重要。我們需要密切關注量子技術的發展趨勢，積極參與國際合作，共同應對這一全球性的挑戰。此外，提高民眾對數位安全的意識，鼓勵使用安全的通訊工具，也是至關重要的一環。
在這個數位時代，資訊安全不僅僅是技術問題，更是一個涉及國家安全、經濟發展以及個人隱私的重大議題。面對量子威脅，我們必須未雨綢繆，才能確保台灣在數位領域的競爭力。
台灣的機會與挑戰
量子電腦的發展對台灣而言，既是挑戰，也是機會。挑戰在於，我們需要投入更多的資源，加強在量子計算、密碼學以及資訊安全等領域的研究。機會則在於，台灣可以利用自身的技術優勢，在量子安全領域佔據一席之地。
台灣的半導體產業在全球佔有舉足輕重的地位。我們可以利用這一優勢，積極參與量子電腦硬體的研發。此外，台灣的資訊科技產業也相當發達。我們可以鼓勵企業開發量子安全的軟體、應用程式以及服務。
政府可以扮演更積極的角色，制定相關的政策，鼓勵企業投入量子安全領域的研發。此外，政府還可以加強與國際研究機構的合作，共同應對量子威脅。
在教育方面，我們需要加強對量子計算、密碼學以及資訊安全等領域的教育。培養更多的人才，才能確保台灣在量子安全領域的競爭力。
結論
量子電腦的威脅不容忽視。無論是對比特幣等加密貨幣，還是對加密通訊軟體，量子電腦都提出了嚴峻的挑戰。台灣必須未雨綢繆，積極應對，才能確保在數位時代的安全與繁榮。
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