No010 专题:2020 年通信和基础设施
系列02:迈向物联网安全时代
系列报告

第三次会议
物联网中不存在完美的安全措施

 

  • 2016.03.31
  • 作者:伊藤元明

为了保护 IoT 相关设备免受网络攻击,需要采用与 PC 和智能手机安全措施不同的方法进行对策。上次我们介绍了半导体制造商等提出的各种对策。然而,即使引入了这些新技术,它仍然远非完美。许多问题仍有待解决。需要同步推进技术发展以外的应对措施,如更新核心安全技术、标准化、改变用户认知等。仍然存在哪些挑战?我们将如何应对这些挑战?该系列的最后一部分介绍了发生在安全措施前线的事件。

有人说,安全技术的进步和网络攻击手段的进步是一场永恒的猫捉老鼠的游戏。然而事实是,无论作为当前安全技术的扩展开发出多少技术,很明显攻击者在不久的将来都将处于压倒性的优势地位。

确保安全的核心技术是密码学。加密技术支撑着所有安全功能的安全,例如安全地交换数据和验证系统用户。然而,已经发现了一种方法,可以使当前最常用的密码技术——公钥密码术失效(详细信息请参阅本系列的第 2 部分)。但目前只是在理论上证明了其可以被无效化,而真正能够无效化的机制尚未完成。可以将其视为类似的情况,我们知道可以将人类送上火星,但我们目前没有办法这样做。

现在的密码技术突然被判了“死刑”

当前使用的公钥加密技术是通过利用具有有趣特征的计算特性而创建的。例如RSA加密,世界上第一个公钥加密*1利用了“大素数相乘很容易,但相反,计算该数因式分解却极其困难”的特性(图 1)。很容易算出“3727×7823”就是“29156321”,但很少有人能轻易推导出“29156321”就是“3727×7823”。将一个 50 位数字分解为两个质数大约需要 140 亿次尝试和错误。如果我们进一步增加位数,计算机将需要数百万年才能分解质因数。通过将质数的分解作为私钥,将数字的乘法作为公钥,使得从公钥中找到私钥变得困难。椭圆曲线密码学作为公钥密码学*2的方法也是使用的,不过和RSA加密一样,这也是利用了单向计算容易,反方向计算困难的特性。

RSA加密原理图解
【图1】RSA加密原理

公钥加密在通过互联网交换数据时非常容易使用,但 1994 年发生了一起重大事件。 AT&T 科学家 Peter Shore 开发了一种量子计算机,该计算机应用了光粒子(光子)等极其微观的基本粒子的特性。*3,我们从理论上证明了可以在几十分钟内完成大数的质因数分解,而这在过去需要数百万年。他的方法不仅可以破解RSA加密,还可以破解椭圆曲线加密。然而,目前实用的量子计算机只能将“15”分解为“3 x 5”。RSA加密并不是很快就会失效,但既然解决方案已经出现,这无疑是一个非常令人失望的情况。

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