2024年12月,Google旗下的量子計算實驗室「Google Quantum AI」發布新的量子計算晶片Willow,宣布可以在不到5分鐘的時間內,完成傳統超級電腦需要10的25次方年的計算難題。
這個過去40年僅存在於科幻小說的構想,離實現更進一步,也讓一些恐懼再次浮現:這麼強的算力,會不會讓所有的密碼無所遁形?
用最簡單,但有一點沒這麼精確的方式來說,量子電腦可以用極短的時間,破解世界上最困難的密碼,甚至是主打安全性的加密貨幣。
為了應對後量子加密的需求,以硬體資安防護技術起家的Jmem Tek(振生半導體)和晶片IP供應商晶心科技合作,攜手推出全球首款量子安全RISC-V晶片。
「直到Google推出了Willow,意義上的量子晶片才真正出現。不過『量子電腦』這個概念其實已經講了40年,我覺得我們只是在一個對的時機做好準備而已。」Jmem Tek共同創辦人暨執行長張振豐表示。
一個是新創、一個是大企業,彼此有什麼優勢對抗這股新技術?
結合晶心科RISC-V架構的廣度,以及Jmem Tek加密技術的深度
成立於2005年的晶心科技,是授權IP給客戶設計晶片的IP供應商,最核心的產品是RISC架構,同時還是RISC-V國際組織的元老級會員。
所謂的RISC,就是用精簡指令集驅動晶片運作,代表性廠商當屬智慧型手機都在用的Arm,而晶心科技的成立就是為了挑戰Arm。
RISC架構的晶片的好處是體積小、低功耗,然而Arm的RISC架構屬於封閉生態系,因此廠商的開發限制較高;晶心科技的RISC-V架構主打的就是開放生態,讓廠商能以更具有彈性的方式開發,2025年預估市場規模將來到14億美元,Meta、Google、英特爾、高通、阿里巴巴、三星等科技巨頭更已經加入了RISC-V國際基金會。
「15年前,就有客戶問我們有沒有類似ARM TrustZone的資安技術,這件事情我一直放在心上,我們這15年一直在資安上面努力。」晶心科董事長林志明表示,RISC-V架構可以用於AI、IoT、自動駕駛等任何領域,但資安是所有領域共通的需求,和Jmem Tek的合作就是為了更加站穩資安佈局。
2022年成立的Jmem Tek以硬體加密技術起家,以雙位元隨機寫入的技術MSOTP來為晶片加密,「不過MSOTP只是單一產品,我們成立的初衷是希望提供各種資安解決方案,因此這幾年同時也研發其他的PUF(類似指紋的「物理不可仿製功能」)技術來加強硬體加密,例如TRNG、QRNG,還有後量子密碼加密演算法Dilithium跟Kyber等抵抗軟體攻擊的資安技術。」張振豐說。
以剛剛通過國際標準組織(NIST)加密標準的Dilithium為例,是基於辨識格的概念讓量子計算難以破解「最短向量」難題,從而避免量子計算破解的威脅。
簡單來說,這個加密技術就是蓋上一個更大的多層次迷宮,讓量子電腦難以在迷宮中找尋最短路徑。
Jmem Tek和晶心科技這次的攜手推出的量子安全RISC-V晶片,集結了Jmem Tek用於硬體防護的PUF技術、避免量子計算破壞的Dilithium和Kyber等加密方式,以及晶心科技的N25F RISC-V處理器與全面性的硬體安全模組IP,客戶可以輕鬆實現安全配置、進行安全監控及密鑰生命週期管理,只需簡單操作,即可藉由加密API將數千台IoT裝置安全連接到伺服器。
而晶心科技願意與成立僅2年的新創合作,除了看上Jmem Tek堅強的資安技術實力之外,也因為2位創辦人是陽明交通大學電子物理系博士班的學長、學弟,為雙方的關係加了一點催化劑。
國防、金融、資通訊,急需量子運算的應對辦法
不過即使擁有堅強的加密技術,終歸要回到市場:客戶會有誰?
「一般商用可能還不會馬上看到,但是軍事國防、金融業、資通訊產業等都已經有了立即的需求。」張振豐解釋,隨著量子計算的快速發展,傳統加密技術面臨逐漸被破解的風險,NIST已明確將後量子密碼學(PQC)視為未來數位安全的關鍵解決方案,因此政府和大型科技企業正積極佈局PQC技術應用,從金融交易、智慧城市到國防安全,PQC將成為維繫未來數位經濟運作的基石。
張振豐也透露,一顆晶片的設計費就可以達到數百萬美元,因此這次合作後,Jmem Tek也目標為今年帶來新台幣破億元的營收。
隨著RISC-V在資通通訊、工業、新能源、AI運算、汽車、IoT等領域擁有更多的運用,Jmem Tek和晶心科技合作的量子安全RISC-V晶片確實有機會帶來新的營收可能,甚至打造一個以資安為基礎的全新生態系,不過林志明也提醒:「有了刀之後,才會有盾,量子運算可能不斷進步,我們也要持續找出新的應對方式。」

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