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在数字时代，信息安全至关重要。如今，一些国家和个人正在截获并存储大量加密数据，如密码、银行详细信息和社会保障号码。但他们无法打开这些文件，因为这些文件被加密了。那么，他们为什么要这样做呢？因为他们相信，在未来10到20年内，他们将能够访问到能够在一分钟内破解这些加密的量子计算机。
这种做法被称为“现在存储，以后解密”，简称SNDL。这种方法之所以可行，是因为现在的一些信息在10年后仍然有价值，比如工业和制药研究、绝密政府情报等。每个人都意识到了这种威胁。美国国家安全局表示，一个足够大的量子计算机，如果建造出来，将能够破坏所有广泛部署的公钥算法。
你可能会想，在5到10年内，量子计算机将会打破我们今天所知的加密方式。尽管足够强大的量子计算机还需要几年时间才能问世，但它们已经构成了威胁，因为有了SNDL。这也是美国国会刚刚通过立法，要求所有机构现在就开始转向新的加密方法的原因，这些新的方法不能被量子计算机破解。
我们的现有加密方案已经非常成功，有效工作了40多年。在1970年代之前，如果你想要和某人交换私人信息，你首先需要亲自见面并分享一个秘密密钥。这个密钥将用于加密和解密信息。这种方法被称为对称密钥算法。只要其他人得不到这个密钥，你的信息就是安全的。但是，如果你想要发送信息给一个你从未见过面的人，而且很难安排一个面对面的会面，你该怎么办呢？你不能通过不安全的渠道，如电话线或邮件来分享密钥，因为它们可能会被截获。
1977年，三位科学家Rivest、Shamir和Adelman提出了一个加密突破，现在我们称之为RSA算法。这个算法的工作原理是这样的：每个人都有两个非常大的质数，这两个质数是保密的。他们将这两个数相乘得到一个更大的数，这个数是公开的，让所有人都能看到。
现在，如果我想要发送某人一条私人信息，我使用他们的这个大公开数来加密我的信息。我以一种方式加密信息，使得没有知道这两个质数的人就无法解密。这就是非对称密钥系统，因为加密和解密信息使用的是不同的密钥。
RSA算法的出现，解决了在无法面对面分享密钥的情况下进行加密通信的问题。然而，随着量子计算机的到来，这种加密方式可能不再安全。
量子计算机利用量子位（qubits）进行计算，与传统的计算机位（bits）不同，量子位可以同时存在于多种状态。这意味着，量子计算机可以在短时间内完成传统计算机需要数百万年才能完成的计算。这对于加密领域来说是个巨大的威胁，因为量子计算机可以快速破解现有的公钥加密算法。
为了应对这一挑战，科学家们已经开始寻找新的加密方法，这些方法能够抵抗量子计算机的攻击。2016年，美国国家标准与技术研究院（NIST）发起了一场竞赛，寻找不被量子计算机攻破的新加密算法。来自世界各地的密码学家提交了82个不同的提案，经过严格的测试，最终选出了四种算法作为后量子加密标准的一部分。
这些新算法的其中一个核心思想是基于格的数学。简单来说，格是一种由向量生成的点集合。在加密中，发送者会选择一个格点来代表信息，然后添加一些随机噪声，使得接收者需要找到最接近这个噪声点的格点来解密信息。这个过程对于没有正确向量的接收者来说非常困难，但对于拥有正确向量的接收者来说则相对容易。
随着量子计算机和人工智能技术的不断发展，我们生活的世界将面临前所未有的挑战和机遇。确保数据安全，保护隐私，防止大规模监控，这些都需要我们不断探索新的加密方法，并感谢那些在背后默默付出的研究人员、数学家和密码学家们。他们是保护我们信息安全，避免数据被截获和滥用的无名英雄。
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