想像一個尋常的週二早晨,您試圖登入網路銀行轉帳,卻發現頁面一片空白。您走到樓下的ATM,螢幕顯示「系統維護中」。手機裡的支付APP也無法使用。起初您以為只是單一銀行的問題,但新聞快報顯示,全球的金融系統正陷入前所未有的大癱瘓。這不是電影情節,而是當一種革命性技術成熟時,我們可能面臨的真實場景。這項技術,就是量子運算。
長久以來,量子運算被視為遙遠的未來科技,但這項未來已悄然兵臨城下,對全球金融體系的根基——加密技術,構成了生存級別的威脅。就在我們日常交易的背後,一場防禦未來攻擊的軍備競賽已經打響。近期,由國際清算銀行(BIS)創新中心、法國央行、德國央行及義大利央行等多家歐洲頂尖金融機構共同完成的一項名為「Leap計畫」的實驗,便為我們揭示了這場戰爭的殘酷現實,也為台灣的金融業者敲響了最急迫的警鐘。
量子威脅:不只是科幻,而是倒數中的金融核彈
要理解量子威脅的嚴重性,我們必須先了解今日數位世界的安全基石。我們目前使用的網路銀行、信用卡支付、數位簽章等,大多依賴所謂的「公開金鑰加密」體系,例如廣為人知的RSA或ECC演算法。
現行加密體系的「阿基里斯之腱」
您可以將目前的加密方式想像成一個設計精巧的信箱。銀行給了您一個公開的收信口(公鑰),任何人都可以把信件(交易資訊)投進去,但只有您手上那把獨一無二的鑰匙(私鑰)才能打開信箱讀取內容。這種加密法的安全性,建立在一個數學難題之上:要從公鑰反推出私鑰,也就是破解這個鎖,對於傳統電腦來說極其困難。以目前最快的超級電腦,可能需要數千年甚至更長的時間才能破解一組常見的RSA金鑰。
然而,量子電腦的出現徹底顛覆了這個遊戲規則。它利用量子力學的疊加和糾纏特性,能夠執行一種名為「秀爾演算法」(Shor’s algorithm)的運算。一旦出現足夠強大的量子電腦,破解當今最複雜的RSA加密,可能只需要幾個小時甚至幾分鐘。這相當於有人發明了一把萬能鑰匙,可以瞬間打開全世界所有的信箱。屆時,數位簽章將被偽造,交易紀錄將被竄改,整個金融系統的信任基礎將瞬間崩塌。
「先收割、後解密」:潛伏在今日的未來危機
更令人不寒而慄的是一種被稱為「先收割、後解密」(Harvest Now, Decrypt Later)的攻擊模式。惡意行為者,可能來自國家級駭客組織,早已在今天大量攔截並儲存網路上傳輸的加密數據。這些數據可能包含政府機密、企業商業機密,以及長期的金融合約與交易紀錄。
他們現在無法解密這些資訊,但他們在等待。一旦具備破解能力的量子電腦問世,這些被「收割」的歷史數據將被一一解開。考慮到許多金融資料需要保密數十年,這意味著我們今天傳送的每一筆加密資訊,都可能成為未來被攤在陽光下的隱患。這使得量子威脅不再是「未來式」,而是一個迫在眉睫的「現在進行式」。我們必須立刻行動,保護今天傳輸的數據,使其在未來十年、二十年後依然安全。
支付系統:全球經濟的隱形心臟
要理解量子攻擊的潛在破壞力,我們必須認識到其主要目標——金融市場基礎設施(FMIs),特別是即時總額清算(RTGS)系統。這些系統是現代經濟運作的中樞神經,處理著國家經濟體中所有大額、高價值的支付清算。
從歐元區的T2到台灣的財金公司
報告中提及的歐洲央行T2系統,是歐元區的核心支付動脈。同樣地,美國有聯準會的Fedwire,英國有CHAPS,日本則有BOJ-NET。這些系統每天處理的交易總額,往往是該國全年GDP的數十倍甚至更高。它們是銀行間拆借、證券交割、貨幣政策執行的基礎,任何短暫的中斷都可能引發連鎖反應,導致流動性枯竭和系統性金融危機。
在台灣,扮演這個關鍵角色的正是財金資訊公司(FISC)所營運的「同業資金調撥清算系統」。這個系統處理著全台灣所有銀行間的新台幣大額支付,是維持台灣金融穩定不可或缺的基礎設施。如果這些系統的加密防護被攻破,駭客可以偽造支付指令,將資金從一家銀行轉移到另一家,甚至憑空創造或銷毀貨幣,其後果將是災難性的。美國哈德遜研究所曾估算,僅僅是對Fedwire的一次量子攻擊,就可能導致美國GDP損失高達17%,經濟損失超過3兆美元。台灣的經濟規模雖不及美國,但金融體系的緊密連結性意味著我們同樣脆弱。
歐洲央行的前哨戰:「Leap計畫」的關鍵啟示
面對如此嚴峻的威脅,全球的中央銀行與監管機構已開始行動。美國國家標準暨技術研究院(NIST)經過多年評選,已在2024年8月正式發布了第一批標準化的「後量子密碼學」(Post-Quantum Cryptography, PQC)演算法。這些新的加密演算法,其數學基礎即使是量子電腦也難以破解。而歐洲央行主導的「Leap計畫」第二階段,正是將這些理論上的「量子盾牌」投入到真實世界的金融戰場進行的首次大規模實戰演練。
實戰演練:在支付系統中植入「量子盾牌」
「Leap計畫」的目標非常明確:在一個模擬歐洲T2支付系統的測試環境中,將傳統的數位簽章(基於RSA演算法)替換為NIST選定的PQC演算法之一——CRYSTALS-Dilithium。數位簽章是確認交易發送方身分、防止訊息被竄改的關鍵。
實驗過程涵蓋了從產生PQC簽章、透過SWIFT等網路服務商傳送支付訊息,到最終由系統驗證簽章有效性的完整流程。實驗結果從功能性上來看是成功的:系統能夠正確處理帶有有效PQC簽章的交易,同時也能夠成功攔截並拒絕那些使用無效金鑰簽署的惡意交易。這證明了將現有支付系統遷移到PQC在技術上是可行的。然而,成功的背後,卻也揭示了三個殘酷的真相。
殘酷的真相一:安全與效能的巨大權衡
實驗中最令人震驚的發現,來自於性能測試。結果顯示,驗證一個PQC數位簽章所需的平均時間為209.9毫秒,而驗證傳統RSA簽章僅需28.1毫秒。兩者相差了將近一個數量級。
這個數字對一般使用者可能無感,但對於需要每秒處理成千上萬筆交易的高吞吐量支付系統而言,卻是天壤之別。這意味著全面升級到PQC,可能會導致交易處理速度大幅下降,或需要投入巨額資金進行硬體升級以維持現有效能。此外,PQC演算法的金鑰和簽章體積也比傳統演算法大得多,這將對網路頻寬和儲存設備帶來額外壓力。安全性的提升,是以犧牲效能和增加成本為代價的,這是在規劃升級路徑時必須正視的現實。
殘酷的真相二:系統升級的陣痛:相容性與「混合模式」的挑戰
實驗團隊最初曾希望測試「混合模式」,也就是讓系統能同時處理傳統簽章和PQC簽章。這在過渡時期至關重要,因為不可能要求所有金融機構在一夜之間全部完成升級。然而,他們發現T2系統的原始架構設計,根本不支援同時驗證兩種不同的加密演算法。
為了完成測試,團隊不得不開發一個獨立的PQC驗證模組,繞過原有系統的路徑。這暴露出許多現存金融系統缺乏「加密敏捷性」(Crypto-Agility)——也就是快速替換或升級加密演算法的能力。未來的系統設計必須將此作為核心要求,否則每一次加密標準的更迭,都將是一場浩大且痛苦的工程。此外,實驗中還遇到了Java執行環境版本不相容等看似微小卻足以阻礙進程的技術問題,凸顯了大型系統升級的複雜性。
殘酷的真相三:對供應商的深度依賴
這次實驗的成功,高度依賴SWIFT和Nexi-Colt等網路服務商,以及其他軟體供應商提供支援PQC的更新版本。這也揭示了一個普遍性的問題:金融機構的量子防禦轉型,並非單打獨鬥就能完成,而是受制於整個生態系的技術步伐。如果您的核心系統供應商、網路服務商沒有及時提供支援PQC的解決方案,您自己的準備將寸步難行。因此,與供應商進行前瞻性溝通,確保他們的技術藍圖與您的遷移計畫保持一致,將是轉型成功的關鍵。
台灣的挑戰與應對:我們準備好了嗎?
「Leap計畫」如同一面鏡子,清晰地照出了台灣金融業在面對量子威脅時的挑戰與必經之路。歐洲央行的經驗告訴我們,這不是一個可以等到威脅來臨時再應對的問題,而是一場需要立即開始規劃的長期馬拉松。
金管會與銀行的「量子覺醒」
在全球層面,G7網路專家小組已敦促各國金融當局評估量子風險並制定行動計畫。美國政府更通過法案,強制聯邦機構盤點易受攻擊的系統並提交遷移報告。相較之下,台灣在此議題上的公開討論與準備似乎仍處於相對早期的階段。
金管會作為主管機關,應扮演更積極的推動者角色。除了發布指導原則外,更可借鑒歐洲的經驗,協調國內主要金融機構、財金公司及台灣票據交換所等,共同建立一個PQC測試平台或沙盒環境。讓業者能在不影響線上營運的情況下,實際測試PQC在台灣支付、清算、證券交易等不同場景下的性能表現與相容性問題,從而制定出符合台灣本地需求的遷移路線圖。
對於個別金融機構,無論是像國泰世華、富邦、中信這樣的大型金控,還是其他銀行、證券、保險公司,現在就應該將量子風險納入企業整體的資安治理框架中。
盤點、敏捷、協作:台灣金融業的生存指南
根據「Leap計畫」的經驗與國際最佳實踐,台灣金融業應立即啟動以下三項核心工作:
1. 全面盤點(Inventory):這是所有工作的起點。企業必須對內部所有系統進行一次徹底的「加密資產盤點」,找出哪些應用程式、哪些數據傳輸管道、哪些硬體安全模組(HSM)正在使用易受量子攻擊的加密演算法。只有繪製出完整的風險地圖,才能知道防禦的重點何在。
2. 擁抱敏捷(Agility):在進行新系統開發或舊系統升級時,必須將「加密敏捷性」作為核心設計原則。系統應模組化,讓加密演算法像一個可以隨時抽換的「卡匣」,而非焊死在主機板上的晶片。這樣才能在未來應對不斷演進的加密標準,避免被單一技術綁死。
3. 深化協作(Collaboration):量子遷移是一場團體戰。單一銀行無法獨自完成,因為支付是跨機構的行為。銀行、財金公司、央行、供應商之間必須建立暢通的溝通管道與協調機制,共同商定遷移的時間表與技術標準,確保在遷移過程中,整個金融網路的互通性不受影響。
結論:避開「量子鐵達尼」時刻
量子電腦的出現,對金融業而言,就像是鐵達尼號航行路線上那座若隱若現的冰山。我們已經從「Leap計畫」這樣的偵察行動中,明確看到了冰山的樣貌與威脅。它告訴我們,轉向PQC的航道是存在的,但航行過程將充滿挑戰——性能的顛簸、系統整合的暗礁,以及需要整個船隊(生態系)協同轉向的複雜性。
拖延與觀望是最危險的選擇。因為「先收割、後解密」的威脅,意味著今天的數據風險早已開始累積。台灣的金融監管機構與業者必須立即行動,將量子威脅從一個技術部門的議題,提升到董事會層級的戰略議題。唯有透過周詳的規劃、務實的測試與廣泛的協作,我們才能在這場劃時代的技術變革中,成功引導台灣的金融巨輪駛向安全的彼岸,避免撞上那座足以顛覆一切的「量子冰山」。


