商傳媒｜何映辰／台北報導

隨著量子計算（Quantum Computing）技術日趨成熟，全球資安領域正加速推動後量子密碼學（Post-Quantum Cryptography, PQC）的遷移工作。專家指出，這項轉變是一項複雜的生命週期規劃，而非僅止於單純的軟體更新，各國政府與企業必須提前應對，才能有效抵禦未來強大量子電腦可能帶來的加密威脅。

現行數位電子系統多仰賴二進制系統，資訊以位元（classical bit）的0或1狀態儲存。然而，量子計算的核心在於利用量子位元（qubit），透過量子力學的疊加（superposition）和糾纏（entanglement）等特性，讓量子位元能同時存在於多種狀態，大幅提升處理能力及計算效率。這使得量子電腦在分子模擬、最佳化演算法、密碼分析及機器學習等應用上，能以更快的速度處理龐大資料集。

儘管量子位元對環境干擾極為敏感，如熱、電磁雜訊和震動都可能導致脆弱的量子狀態崩潰（即去同調，decoherence），但工程師正積極開發超導電路（Superconducting circuits）、離子阱處理器（Trapped ion processors）、光量子系統（Photonic quantum systems）及拓樸量子位元（Topological qubits）等專用硬體系統，並透過超低溫冷卻系統（Cryogenic cooling systems）維持量子相干性，以克服這些技術挑戰。

為應對量子電腦可能破解現有加密技術的「Q-Day」時刻，國家標準及技術研究所（NIST）已於 2024 年 8 月敲定首批三項後量子密碼學標準，包括用於金鑰封裝的 ML-KEM（Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism），以及用於數位簽章的 ML-DSA（Module-Lattice-Based Digital Signature Standard）和 SLH-DSA（Stateless Hash-Based Digital Signature Standard）。

德國電腦科學家 Klaus Schmeh 強調，後量子密碼遷移不應等到量子電腦問世才開始。尤其對於壽命週期長的嵌入式系統（embedded systems）、憑證及安全裝置，可能需要數年前就啟動遷移規劃。他解釋，嵌入式系統的挑戰更大，因為它們通常服務年限長，且記憶體限制、頻寬約束、固定硬體安全功能和緩慢的認證週期，都使PQC問題更為棘手。英國National Cyber Security Centre（英國國家網路安全中心）也提出明確的路線圖：目標在 2028 年前完成目標定義與探索，2031 年前進行早期高優先級遷移，並在 2035 年前完成廣泛的遷移。

Klaus Schmeh 進一步指出，後量子密碼學遷移並非僅更新單一軟體函式庫，而是一項全面的生命週期規劃。工程師需要盤點產品中所有使用 RSA、ECC 等現有加密技術的環節，包括金鑰、憑證、開機載入器、智慧卡、安全元件及韌體更新機制等，並釐清哪些部分可透過軟體修改，哪些依賴硬體，以及哪些在產品出廠後便難以更改。這項複雜的資安升級，已從研究課題轉變為緊迫的工程日程。