密碼系統的起源,淵源流長,早在西元前一百年的凱薩大帝時,就有所謂的密碼系統,透過明文或密文的方式,將重要的資訊加密及解密。這種加解密演算法的方式衍生到現代社會,也成為確保許多現代化資訊服務與系統安全性的重要基礎。
現代化的密碼大抵可以分成常見的非對稱式密碼(RSA、ECC)以及對稱式密碼(AES、DES等),大家以往都透過強化密碼強度的方式,提高安全性。但是,你知道嗎?隨著量子電腦的發展逐漸成熟,許多採用非對稱式密碼的公鑰密碼系統(Public-key cryptography),也面臨非對稱式密碼即將失效的重大衝擊。
我們很榮幸邀請臺大數學系 陳君明 兼任助理教授於1月24日「大話資安」節目現場,以「未來量子電腦對 RSA 毀滅性威脅下的生存之道」為題,與大眾分享量子電腦究竟對於現在的加密演算法帶來什麼樣的衝擊。
量子電腦威脅的是公鑰密碼系統,和我們登入帳戶時敲的密碼無關。事實上,陳君明教授認為,談論量子電腦對於非對稱式密碼的威脅,看起來雖然是輕描淡寫,但事實上,包括ECC(橢圓曲線密碼系統)和 Diffie-Hellman(迪菲-赫爾曼密鑰交換)現在也用得非常多,一旦這樣的密碼系統被量子電腦破解後,將對於許多現存資訊系統的安全性帶來極大的安全威脅。
陳君明教授表示,要理解量子電腦是什麼,必須先懂得量子計算(Quantum Computing)、量子電腦(Quantum Computer)和量子破密(Quantum Cryptanalysis)等基本差異。也因為量子電腦將嚴重威脅現有非對稱式密碼的安全性,美國國家標準暨技術研究院(NIST)也向各界廣發英雄帖,希望能夠有一套夠安全的「後量子密碼」(Post-Quantum Cryptography,PQC),取代可在短時間內遭到量子電腦破解的非對稱式密碼。
陳君明教授也會透過深入淺出的說明,讓「大話資安」的觀眾理了解目前「後量子密碼」的制定進度、「後量子密碼」帶來的衝擊與挑戰是什麼,以及因應之道,也可以進一步意識到,後量子密碼對於臺灣像是半導體產業帶來的衝擊是什麼。
直播網址:https://r.itho.me/st0124
時間:2019年1月24日(四)中午12點~13點
題目:未來量子電腦對 RSA 毀滅性威脅下的生存之道
來賓:臺大數學系 陳君明(Jiun-Ming Chen)兼任助理教授
背景簡介:
國立臺灣大學數學系學士與碩士、美國普度大學(Purdue University)數學博士。任職於臺大數學系、以嵌入式系統安全為核心業務的「銓安智慧科技」。
臺大「教學傑出獎」得主,平均每兩百位臺大教師僅一位獲獎。在臺大教授的課程包括:密碼學導論、橢圓曲線密碼學、破密學專題、後量子密碼學、金融科技導論、電資學院微積分、通識課程數學與文明。臺北市臺大校友會高爾夫球隊發起人之一、該球隊現任總幹事。中華民國橋藝協會理事、代表臺灣參加2016橋牌世界盃之國家代表隊隊長。
直播網址:https://r.itho.me/st0124
【貼心小提醒】對於量子密碼安全性有興趣的朋友,可以先行觀看上一場由趨勢科技全球核心技術部資深協理張裕敏(網路暱稱Gasgas)分享的「你所不知道的量子電腦安全」,直播網址:https://r.itho.me/st0110 。
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※ 本文是否可提供臺大同學轉作其他非營利用途?(須保留原作者 ID)
(是/否/其他條件):是
哪一學年度修課: 108-2
ψ 授課教師 (若為多人合授請寫開課教師,以方便收錄)
管希聖
λ 開課系所與授課對象 (是否為必修或通識課 / 內容是否與某些背景相關)
物理所選修
先備知識: 線性代數(Friedberg CH1~CH2 & CH5)
量子力學(J.J Sakurai CH1~CH3)
以上先備知識非必須,課本會從頭開始講,但如果想更清楚
理解這門課的理論架構,上述會很有幫助。
δ 課程大概內容
1. Four Postulates of Quantum Mechanics
(State space, Time evolution of state,
Measurement, Composite system)
2. Quantum Entanglement
3. EPR Paradox and Bell's Inequality
4. Quantum Circuit Model (Quantum gates)
5. Superdense Coding
6. Quantum Teleportation
7. Function evaluation by quantum gates
8. Quantum Parallelism
9. Deutsch's algorithm
10. Quantum Fourier transform
11. Quantum phase estimation
12. Shor's Algorithm
13. Grover's Algorithm
Ω 私心推薦指數(以五分計) ★★★★★
★★★★
η 上課用書(影印講義或是指定教科書)
Quantum Computation and Quantum Information,
10th Anniversary Edition, by M. A. Nielsen and I. L. Chuang
μ 上課方式(投影片、團體討論、老師教學風格)
板書。老師會把課本上的內容抄到黑板上,抄到一個
段落會開始講解,老師會鉅細靡遺將所有過程告訴我
們,包括思考方式和代數操作,如果嘴上說說看我們
還是聽不懂,那就會寫在黑板上。
修這門課要先有個心裡準備,就是老師他很愛上課,
絕對不會準時下課
本學期管老師最精彩的操作如下,
17:20 管:「這邊我們快上完了,我們上到燈關好了。」
17:40 電燈電源被切掉了(物理系教室這時間會切燈)
管:「疑?怎麼那麼快?比我想像中還快」
學生歡聲鼓舞,但此時管老師拿出他的教職員證
走向黑板右側,狠狠的插進卡槽,燈又亮了。管
老師一語不發,回到黑板繼續上課,戰到18:00。
所以後面千萬不能排課喔XD
σ 評分方式(給分甜嗎?是紮實分?)
作業(七次) 30%
考試(約在學期結束前兩週) 40%
期末報告 30%
ρ 考題型式、作業方式
作業是課本習題,一次10題,大約1~2週出一次,我還蠻
喜歡這個部份的,因為物理課通常問題是實作量不足,而
老師使用作業去強迫你唸書和實用知識,每週作業我大概
會花三、四個小時,從量子力學、線性代數、量子邏輯閘、
質因數分解等都會寫到作業,還蠻紮實的。
考試是教完Shor's Algorithm後,考題七成和考古題一樣,
大約考前一兩週助教會傳考古題,基本上就通通背起來,
進去抄下來XD 老師比較希望別人問你量子電腦怎麼做質
因數分解時,你能夠把流程背給他聽,不要修完這門課什
麼都不知道。
期末報告就是找paper,用量子電腦來實作,不過我還沒
開始做XD 組員加油~
ω 其它(是否注重出席率?如果為外系選修,需先有什麼基礎較好嗎?老師個性?
加簽習慣?嚴禁遲到等…)
全簽,不點名。
下面這份是我的上課筆記,希望能幫助到有需要的人,
不用再把課本抄一次,不過期末我有點耍廢懶的打下去,
所以如果有人真的用到這份筆記,希望你們能幫忙把後面
補完,造福後人XD
https://github.com/jacky00dd/Quantum-Computaion-NTU-2020
Ψ 總結
這門課比較像是概覽量子計算,這個領域有什麼人做了
什麼事這種感覺,以後如果想要投入這個領域的人,這
門課會是個不錯的入門,可是如果目的性不夠來修的話,
大概之後就會忘記了,就跟我的電子學一樣XD
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 61.231.132.30 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/NTUcourse/M.1592673175.A.260.html
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