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法律研究量子计算与机器学习如何塑造网络安全
量子指的是以非常小的粒子运作的能量和物质。由于万物在构成上都相同，因此它们指的是人类和自然存在的基础。现代物理学使用量子理论来表示物质和能量的原子和亚原子水平。电子和光子是这些最小粒子的例子，它们无法进一步分割。在如此基础的层面上工作让我想起了生命的本质以及使一切成为可能的构建块。有趣的是，看看这样的理论如何帮助网络安全行业，该行业如今正面临着黑客的严峻威胁。
网络安全的加密防护
现在加密和解密标准应用于各个领域，它们使用代码来对消息进行混淆，以躲避黑客的窥探。根据所遵循的系统，加密和解密的两个阶段都使用密钥，可以是公钥或私钥。除了广泛使用的 Rivest-Shamir-Adleman 或 RSA 加密算法之外，还有其他几种加密算法。AES 或高级加密标准、Triple DES、Blowfish 和 Twofish 是其他重要的加密算法。如果没有数据保护会发生什么？密码和口令、账户号码和其他个人信息将为网络罪犯所知。欺诈者会劫持计算机系统并要求支付赎金以恢复数据，窃取资金并扰乱工作和业务。
疫情加剧风险
当新冠疫情爆发，大规模居家办公开始时，世界措手不及。突然之间，在线基础设施在没有任何准备的情况下增加了百倍。网络安全遭受了弱点的影响，尤其是在个人设备和虚拟专用网络上，这些设备和网络迅速大规模推出。行业专家目前正忙于努力加大打击网络犯罪的力度。除非有和平与信心，否则正常的工 作、研究、开发和进步都无法取得成功。一些常识性措施会有所帮助，例如值得信赖的员工不会帮助黑客，限制对计算机系统的访问，以及由专家构建的强大的安全系统。
AI 和 ML 如何协助网络攻击
虽然很难接受机器的工作能力比人类更好，但事实确实如此！计算机程序不会像公交车司机那样感到疲倦和昏昏欲睡，从而导致事故。设备被恰当地称为智能手机，因为它们拥有所有能够实现的数字奇迹。多年来，AI 和 ML 一直在帮助对抗黑客。一个简单的方法是检测数据变化，这正是网络攻击开始时会做的事情。程序在感知到变化后，会立即开始撤销任何错误操作，并帮助恢复到正常运行状态。
日益复杂的网络安全
虚拟世界似乎在无限地运行，并且功能不断增加。支付系统、电子商务以及国防、银行和医疗保健等关键基础设施现在面临着新的安全威胁。希望量子计算和机器学习能够找到击败黑客的最佳答案，让他们在自己的游戏中落败。必须认识到，双方都从所有先进的软件系统中受益，就像创新的战争武器可以帮助双方一样。风险管理在多个层面运作，例如供应链管理，它遍布全球。数字业务中的客户互动和物联网是两个需要严格安全性的流程。
如何应用量子计算？
如今，数字世界的很大一部分已经自动化！数字世界的传播范围越大，安全风险就越高，量子计算的角色就越具挑战性。ML 已经在媒体和医疗保健、电子商务和制造业中变得非常活跃。ML 拥有识别威胁并快速应对此类紧急情况的能力。量子计算将处理过程加速到几分钟，并且可以在更大程度上解决安全问题。QC 可以处理海量数据并加快 ML 的速度。
QC 和 ML 如何工作？
使用量子密钥分发来保护关键基础设施的安全，可以改进传统的安全性。QKD 使用激光脉冲来共享加密密钥。量子计算机网络的开发仍然是一个遥远的梦想。
量子 ML 在复杂的巨量数据分类中取得成功，工作速度更快，能量效率更高，成本合理。抵消新的网络攻击方式成为可能。
量子测量可以检测数据中的微小变化，并将其应用于国防安全的摄像头和雷达。使用量子方法进行位置识别可以消除 GPS 的弱点。
密码学需要多种类型的数字生成。使用随机量子物理学，生成器非常安全，因为无法预测要生成的数字。
可能的量子计算风险
可能量子级别提供了非常安全的加密，但事实是黑客也可以访问相同的强大技术。后量子密码学是新方法之一。黑客可能会入侵公共加密，这是需要高度关注的事情。大型公司系统始终处于暴露状态，关键公共基础设施面临风险。未来几年可能会看到安全改进，但需要培养量子意识。研究仍在继续，通过量子协议实现极大增强的安全性即将到来。
量子计算入门课程
自然界最微小的尺度是什么？经典地称为比特，它要么是 0 要么是 1。在量子术语中，它是一个量子比特，可以是 0、1 或叠加，这意味着 0 和 1 的任何组合。计算两个经典比特（如 10 和 11）需要四次计算。量子方法可以立即计算所有四次。量子速度是巨大的，更强大的能力将促进更高级别的网络安全。
纠缠指的是像单个实体一样连接在一起的量子比特。
由于量子比特不稳定，信息会非常快地降级。
告别公钥加密
当量子原理在未来变得普遍并具有更高的安全性时，现在通用的 RSA 算法将不再有效。RSA 使用两个素数，而具有 4000 个无错误量子比特的量子计算机将在瞬间做得更好。这将需要比 100 个量子比特多得多的 100 万个量子比特。这样的发展可能在十年后发生。等待游戏仍在继续。
结论
等待十年似乎像是一个遥远的梦想，但可能会出现更快的结果，就像对气候变化补救措施的紧急需求一样。在短期内，量子计算也将有助于构建更强大的算法、纠正错误和扩展量子比特数量。网络安全方面的益处仍然会在短期内出现。小型量子计算机已经显示了方向，而 IBM 和类似的大型公司仍在忙于大规模构建。最好的网络安全尚未到来，但教训仍然是永远保持警惕。
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