【赛迪前瞻】应对量子计算挑战需积极推进后量子密码研发和迁移_12页_7mb
报告摘要
量子计算对现有密码技术构成重大威胁,成为各国网络安全关注的核心议题。以非对称密码算法为例,Shor算法已显著降低其破解难度,预计20年内量子计算机可破解RSA-2048,10年后主流非对称算法将面临全面失效。对称密码和散列密码虽受Grover算法影响,但通过加密参数增强仍可维持安全性。基于此,各国加快后量子密码研发与迁移进程,其中美国处于全球领先地位,已发布多项战略文件,明确2035年前实现关键信息基础设施向后量子密码迁移的目标,并要求联邦机构在NIST标准发布后一年内完成迁移指导。
后量子密码主要包含基于格、编码、多变量方程和哈希签名四类算法,以及量子密钥分发技术。后者因需专用通信链路和硬件设备,受限于成本难以大规模部署,而软件技术实现的后量子密码具备迁移优势,成为更受重视的解决方案。迁移周期预计需10年以上,其中工业控制系统因硬件更换周期长、地理分布广,面临更紧迫的挑战,需优先推进。
主要国家采取多重措施应对:美国通过国家安全备忘录和立法明确迁移路线图,要求梳理易受攻击的IT系统清单,并推动人才教育与国际合作。NIST自2016年起主导后量子密码标准征集,当前标准评估进入第四轮,计划于2024年发布标准。欧盟则通过PQCRYPTO等项目推进研究,资助框架涵盖多个研发阶段,并提交了超20个候选方案。企业层面,IBM、谷歌、微软等已在产品中试点后量子密码技术,如IBM将CRYSTALS-Kyber应用于大型机,谷歌云叠加NTRU-HRSS算法。
中国虽在推进研发与迁移,但进程相对滞后。建议从三方面加强:一是将后量子密码纳入国家重大科研项目,支持高校与企业联合攻关,建设验证平台并推动标准国际化;二是对关键信息基础设施进行评估,按重要性与风险等级制定迁移优先级和时间表;三是促进产业化发展,通过试点示范、开源社区建设、税收优惠政策和产业联盟等方式加速应用落地。此外,需警惕美国技术封锁风险,加强与"一带一路"沿线国家的联合研发合作。当前中国集成电路企业已研发出抗量子攻击商用密码芯片,为后续发展奠定技术基础。
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