维度网讯，美国麻省理工学院的研究团队成功开发出一款超高效微芯片，旨在保护胰岛素泵、心脏起搏器等无线生物医学设备免受未来量子计算机的攻击。这款定制芯片的尺寸仅相当于一根极细的针尖大小，但其在能效上比其他后量子安全技术提升了20至60倍，解决了电池供电医疗植入物长期面临的关键能耗限制。

这项研究的核心目标，是为那些能量受限的边缘设备提供一种可行的后量子安全解决方案。MIT电气工程与计算机科学系研究生、该研究论文的主要作者Seoyoon Jang表示：“微型边缘设备无处不在，而生物医学设备往往是最易受攻击的目标，因为功耗限制使它们无法拥有最先进的安全防护。我们展示了一种非常实用的硬件方案来保护患者的隐私。”研究由MIT教务长、电气工程与计算机科学系教授Anantha Chandrakasan担任资深作者，相关成果已在IEEE定制集成电路会议上发表。

该微芯片基于专用集成电路(ASIC)设计，大幅降低了运行后量子密码学(PQC)算法所需的能耗。PQC算法虽能抵御量子计算机的攻击，但计算复杂度极高，此前会使设备功耗增加两到三个数量级，这对资源受限的可穿戴、可摄入或可植入设备而言并不现实。为了在极低功耗下实现顶级安全性，研究团队采用了多管齐下的设计策略。芯片内部整合了两种不同的PQC方案，不仅增强了安全性，还为未来可能的技术演进预留了空间。同时，芯片还内置了一个高效的片上真随机数生成器，用于生成密钥，其性能优于外部芯片方案。

除了算法层面的安全防护，该芯片还专门针对物理攻击设置了硬件防御。它具备针对功耗侧信道攻击的防护措施，能防止黑客通过分析设备功耗变化来窃取患者的社保号码或设备凭证等用户数据。为了在安全和能耗之间取得平衡，芯片仅在关键部分实施冗余设计，避免整体能耗大幅增加。此外，它还具备早期故障检测功能，能在电压波动时及时中止操作，从而节省能源。

这项技术突破的现实紧迫性来自两方面。一方面，美国国家标准与技术研究院等机构正逐步淘汰传统加密协议，转而推广更强的PQC算法。另一方面，业界普遍认为量子硬件的快速进步，使后量子加密的实施变得更为紧迫。该芯片的诞生，为需要在极低功耗下运行强大密码算法的场景开辟了新路径。随着无线传感器和物联网在医疗健康领域的扩展，潜在的受攻击面不断增大，此类低功耗、高安全性的解决方案对于保护日益增长的互联健康技术网络具有重要意义。

未来，这款芯片的应用场景有望远不止于医疗领域。研究团队计划将这项技术扩展至其他易受攻击的边缘设备，如工业传感器和智能库存标签。该研究依托于MIT施瓦茨曼计算学院与电气工程和计算机科学系的专业力量，并获得了美国高级健康研究计划局的部分资助。

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