後量子密碼(二)專利趨勢分析

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因為經典密碼學有可能需要面對來自「量子電腦」的威脅,所以進入了「後量子密碼」時代,並且發展出以下兩種應對方法:

第一種應對方法是「量子通訊技術」,雖具有對抗量子電腦的良好效果,但由於它的通訊設備需要專用化設計和改良,故目前該技術還停留在開發階段;
第二種應對方法則是開發具有「可對抗量子計算能力的新加密技術」,透過攻克連量子電腦也無法快速破解的數學難題,以其為基礎來開發新的加密技術,以便研究出不被量子計算輕易破解的加密系統,由於它具有對抗量子計算的能力,故被稱之為「後量子密碼系統」。

後量子密碼的標準制定

2016年,美國國家標準暨技術研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)開啟「後量子密碼學標準化競賽」,乃旨在選出適合作為新時代標準的後量子密碼加密系統。該競賽進入到2020年的決選階段,期間出現在決選名單中有 7個勝部演算法和8個備選演算法。再歷經漫長的選拔賽,預計將在近年內,選出最後勝出的後量子密碼演算法,並以此為基礎進行後量子密碼之標準制定。

五種後量子密碼系統

後量子密碼學的專利分析技術分類,主要分為:

網格密碼系統、多變量密碼系統、雜湊密碼系統、實體密鑰池以及超奇異橢圓曲線同源密碼系統等5類技術

如下圖所示:

資料來源:陳繹安、廖家興

進入後量子密碼時代的專利趨勢分析

資料來源:陳繹安、廖家興

在後量子密碼學的專利趨勢中,排名前四大的類別如下所示:

1. 占比最高(20%)的分類號為H04L 9/0852(量子密碼學);
2. 占比次高者(17%)為H04L 9/3247(數位簽章);
3. 占比第三高者(13%)為H04L 9/0869(加密隨機數生成);
4. 占比第四高者(10%)為H04L 9/3093(網格或多項式加密)。

資料來源:陳繹安、廖家興

1. 如般量子科技公司(中國大陸)
2. 索尼公司(日本)
3. 英特爾公司(美國)
4. 華南理工大學(中國大陸)
5. 深圳職業技術學院(中國大陸)
6. 西安理工大學(中國大陸)
7. 廣東技術師範大學(中國大陸)
8. 西安電子科技大學(中國大陸)
9. 國際商用機器公司(美國)
10. 武漢大學(中國大陸)

資料來源:陳繹安、廖家興

資料來源:陳繹安、廖家興

如果扣除在此段期間大量申請專利的如般量子科技公司的專利件數(圖中以紅色表示的部分),則這段期間專利數量並其實並沒有太大的波動。

資料來源:陳繹安、廖家興

資料來源:陳繹安、廖家興

資料來源:陳繹安、廖家興

資料來源:陳繹安、廖家興

小結

展望未來,推動後量子密碼系統領域整體發展的兩大重要因素,無非就是加密系統的標準選定與量子電腦的實用化進程。

延伸閱讀:

〈量子通訊科技(一)專利趨勢分析〉,https://www.zoomlaw.net/p/404-1000-48825.php?Lang=zh-tw

資料來源:

陳繹安、廖家興,〈量子科技專利趨勢分析 — 量子通訊與後量子密碼〉,《智慧財產權月刊第283期》(2022.7),頁47–57,https://pcm.tipo.gov.tw/PCM2010/PCM/ebook/book/283/36/index.html?_ebooktimestamp=637934052629835108#zoom=z。最後瀏覽日:2022年07月14日。

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