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2010年10月12日 星期二

[新聞時事] 運用繪圖處理器 (GPU) 可大幅提昇解密資料的速度

images雖然大多數的人跟我一樣,都不是密碼學的專家,但是密碼學的應用卻充斥在我們的日常生活之中。從你買東西時使用信用卡付賬,到在網路上進行購物,甚至是你每天登入到作業系統,都跟密碼學有關。密碼學的中文說法,其實很容易讓人產生誤解,因為密碼學講的並不是我們平常登入各式系統所使用的密碼,而是加解密的演算法。雖然比較嚴謹的系統都會將密碼做加密的保護,但是兩者之間卻沒有必然的關係,而密碼學就是一門充滿了各式各樣演算法的學問。這些複雜的演算法,往往都不是由資訊專家所提出,而是數學家所苦心研究出來地成果,並經過外界公開的審視。儘管演算法在被公開接受並採用前往往已經經過了仔細的評估,但是卻沒有一個演算法本身是絕對安全的。所有的演算法至少都會遭遇一種手法的攻擊,那就是所謂的暴力攻擊法。簡單的說,暴力攻擊法就是利用強大的運算能力,將加密或解密的各種可能性逐一計算,最後獲得所需資訊的手法。既然所有的演算法都會遭受暴力攻擊法的攻擊,那麼為什麼密碼學的應用還會被大量採用在我們日常生活當中呢?原因很簡單,就是因為暴力破解法所需的強大運算往往在現今的技術下是無法有效地加以實現,也因此我們的資料”暫時”是安全的。

除非是很特殊的組織或個人,否則一般駭客能夠用來破解加密資料的工具還是最常見的個人電腦設備。傳統上我們常用的電腦設備主要透過中央處理器  (CPU) 處理各式各樣的運算需求,而中央處理器本身是一個通用的處理器,所以對於處理大量的數學運算並不在行。儘管隨著技術的進步,中央處理器的處理速度已經大為提昇,但是先天的定位註定中央處理器一旦遇到複雜的數學運算就是只能吃憋。

而電腦內部除了中央處理器之外,往往還有另外一個處理器,稱之為繪圖處理器 (GPU)。繪圖處理器顧名思義就是用來處理圖型顯示的運算,而圖型顯示正需要大量的數學運算,所以繪圖處理器天生就是數學運算的高手。其實繪圖處理器的存在由來已久,但是因為市場需求的關係,之前繪圖處理器的發展速度並不如中央處理器那般快速。而近年來遊戲與網路多媒體的蓬勃應用,讓繪圖能力的重要性越趨重要。再加上技術的成熟,因此繪圖處理器的處理速度大幅增進,尤其是這樣的技術應用已經相當普及,而不像過去繪圖處理器是有錢人的專屬玩具。也因為這樣的發展,所以繪圖處理器的強大數學運算能力不但可以用在繪圖功能上,更有人開始發揮創意並開發新的應用,而其中一個應用就是用來破解加密的資料。一旦這樣的運用普及化,我們對於演算法的安全性就必須重新加以思考,因為所謂的”暫時”安全可能已經不再是”暫時”,而僅僅只是一瞬間的時間。至於在實際上會有多大的影響層面,就讓我們持續觀察吧。

 

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