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法律研究量子計算與機器學習如何塑造網路安全
量子指的是以非常小的粒子運作的能量和物質。由於萬物在構成上都相同，因此它們指的是人類和自然存在的基礎。現代物理學使用量子理論來表示物質和能量的原子和亞原子水平。電子和光子是這些最小粒子的例子，它們無法進一步分割。在如此基礎的層面上工作讓我想起了生命的本質以及使一切成為可能的構建塊。有趣的是，看看這樣的理論如何幫助網路安全行業，該行業如今正面臨著駭客的嚴峻威脅。
網路安全的加密防護
現在加密和解密標準應用於各個領域，它們使用程式碼來對訊息進行混淆，以躲避駭客的窺探。根據所遵循的系統，加密和解密的兩個階段都使用金鑰，可以是公鑰或私鑰。除了廣泛使用的 Rivest-Shamir-Adleman 或 RSA 加密演算法之外，還有其他幾種加密演算法。AES 或高階加密標準、Triple DES、Blowfish 和 Twofish 是其他重要的加密演算法。如果沒有資料保護會發生什麼？密碼和口令、賬戶號碼和其他個人資訊將為網路罪犯所知。欺詐者會劫持計算機系統並要求支付贖金以恢復資料，竊取資金並擾亂工作和業務。
疫情加劇風險
當新冠疫情爆發，大規模居家辦公開始時，世界措手不及。突然之間，線上基礎設施在沒有任何準備的情況下增加了百倍。網路安全遭受了弱點的影響，尤其是在個人裝置和虛擬專用網路上，這些裝置和網路迅速大規模推出。行業專家目前正忙於努力加大打擊網路犯罪的力度。除非有和平與信心，否則正常的工 作、研究、開發和進步都無法取得成功。一些常識性措施會有所幫助，例如值得信賴的員工不會幫助駭客，限制對計算機系統的訪問，以及由專家構建的強大的安全系統。
AI 和 ML 如何協助網路攻擊
雖然很難接受機器的工作能力比人類更好，但事實確實如此！計算機程式不會像公交車司機那樣感到疲倦和昏昏欲睡，從而導致事故。裝置被恰當地稱為智慧手機，因為它們擁有所有能夠實現的數字奇蹟。多年來，AI 和 ML 一直在幫助對抗駭客。一個簡單的方法是檢測資料變化，這正是網路攻擊開始時會做的事情。程式在感知到變化後，會立即開始撤銷任何錯誤操作，並幫助恢復到正常執行狀態。
日益複雜的網路安全
虛擬世界似乎在無限地執行，並且功能不斷增加。支付系統、電子商務以及國防、銀行和醫療保健等關鍵基礎設施現在面臨著新的安全威脅。希望量子計算和機器學習能夠找到擊敗駭客的最佳答案，讓他們在自己的遊戲中落敗。必須認識到，雙方都從所有先進的軟體系統中受益，就像創新的戰爭武器可以幫助雙方一樣。風險管理在多個層面運作，例如供應鏈管理，它遍佈全球。數字業務中的客戶互動和物聯網是兩個需要嚴格安全性的流程。
如何應用量子計算？
如今，數字世界的很大一部分已經自動化！數字世界的傳播範圍越大，安全風險就越高，量子計算的角色就越具挑戰性。ML 已經在媒體和醫療保健、電子商務和製造業中變得非常活躍。ML 擁有識別威脅並快速應對此類緊急情況的能力。量子計算將處理過程加速到幾分鐘，並且可以在更大程度上解決安全問題。QC 可以處理海量資料並加快 ML 的速度。
QC 和 ML 如何工作？
使用量子金鑰分發來保護關鍵基礎設施的安全，可以改進傳統的安全性。QKD 使用雷射脈衝來共享加密金鑰。量子計算機網路的開發仍然是一個遙遠的夢想。
量子 ML 在複雜的巨量資料分類中取得成功，工作速度更快，能量效率更高，成本合理。抵消新的網路攻擊方式成為可能。
量子測量可以檢測資料中的微小變化，並將其應用於國防安全的攝像頭和雷達。使用量子方法進行位置識別可以消除 GPS 的弱點。
密碼學需要多種型別的數字生成。使用隨機量子物理學，生成器非常安全，因為無法預測要生成的數字。
可能的量子計算風險
可能量子級別提供了非常安全的加密，但事實是駭客也可以訪問相同的強大技術。後量子密碼學是新方法之一。駭客可能會入侵公共加密，這是需要高度關注的事情。大型公司系統始終處於暴露狀態，關鍵公共基礎設施面臨風險。未來幾年可能會看到安全改進，但需要培養量子意識。研究仍在繼續，透過量子協議實現極大增強的安全性即將到來。
量子計算入門課程
自然界最微小的尺度是什麼？經典地稱為位元，它要麼是 0 要麼是 1。在量子術語中，它是一個量子位元，可以是 0、1 或疊加，這意味著 0 和 1 的任何組合。計算兩個經典位元（如 10 和 11）需要四次計算。量子方法可以立即計算所有四次。量子速度是巨大的，更強大的能力將促進更高級別的網路安全。
糾纏指的是像單個實體一樣連線在一起的量子位元。
由於量子位元不穩定，資訊會非常快地降級。
告別公鑰加密
當量子原理在未來變得普遍並具有更高的安全性時，現在通用的 RSA 演算法將不再有效。RSA 使用兩個素數，而具有 4000 個無錯誤量子位元的量子計算機將在瞬間做得更好。這將需要比 100 個量子位元多得多的 100 萬個量子位元。這樣的發展可能在十年後發生。等待遊戲仍在繼續。
結論
等待十年似乎像是一個遙遠的夢想，但可能會出現更快的結果，就像對氣候變化補救措施的緊急需求一樣。在短期內，量子計算也將有助於構建更強大的演算法、糾正錯誤和擴充套件量子位元數量。網路安全方面的益處仍然會在短期內出現。小型量子計算機已經顯示了方向，而 IBM 和類似的大型公司仍在忙於大規模構建。最好的網路安全尚未到來，但教訓仍然是永遠保持警惕。
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