新研究使数字交易量子安全且速度提高20倍

包括莫纳什大学研究人员在内的专家团队开发了一种新技术，可以以二十倍的速度实施量子安全数字签名，从而实现比以往更快、更安全的在线交易。

这项研究最近发表在IEEETransactionsonParallelandDistributedSystems上，首次开发了一种更快的方法来为图形处理单元(GPU)实施Falcon(一种后量子数字签名方案)。

该研究的合著者、量子安全密码学专家、莫纳什大学信息技术学院副教授RonSteinfeld表示，世界正越来越多地转向量子安全计算机系统，而Falcon是领先的量子安全数字签名方案之一经美国国家标准与技术研究院(NIST)批准。

“Falcon和其他量子安全签名方案是为GPU实现的非常详细且耗时的算法，”Steinfeld副教授说。

“通过这项研究，我们成功开发了新技术，解决了在GPU上高效实现Falcon的独特挑战，与当前最先进的CPU实现相比，生成量子安全数字签名的速度提高了20倍。”

该研究的第一作者和并行实施专家、东姑阿都拉曼大学副教授Wai-KongLee表示，自从Falcon最近被引入NIST标准以来，许多研究人员一直致力于优化Falcon的实际性能。

“由于其特殊的签名过程，与其他NIST标准化签名相比，Falcon在GPU上实现起来特别困难。这项工作是填补研究空白​​的首次尝试，希望在实现Falcon方面激发更重大的突破。”Lee副教授说。

数字签名广泛应用于世界各地的所有GPU和计算机网络，以处理和验证所有类型的数字交易。

该研究的合著者之一、澳大利亚国家科学机构CSIRO的雷蒙德·赵博士表示，世界各国政府正在努力实现计算机网络标准化，以防范未来量子计算机受到的攻击。

“近年来，随着计算机越来越多地用于各种活动，包括电子商务、各种形式的媒体消费和人工智能的使用，对性能更好的GPU的需求不断增加，这些GPU通常可以处理更复杂的计算过程，”赵医生说道。

赵博士补充说，GPU通常用在每天需要处理大量数据或交易的地方。

“例如，就电子商务网站阿里巴巴而言，我们看到高峰时段每秒约有583,000个订单，在线支付通常采用数字签名来确保支付安全。

假设对每笔交易进行两次签名验证，仅仅一秒钟，系统就需要处理多达583,000次签名生成和1,166,000次验证。如果所有签名生成和验证任务都仅使用CPU来计算，即使是非常强大的服务器，这也可能是一项非常具有挑战性的任务，”赵博士解释道。

“数字签名的加速生成将对所有在线交易产生积极影响，尤其是电子商务交易和物联网(IoT)，因为这些应用程序需要在高峰时段在服务器端每秒处理数百万个数字签名。”

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