应对量子计算挑战需积极推进后量子密码研发和迁移-赛迪前瞻
报告摘要
量子计算对传统密码体系构成重大威胁,后量子密码研发与迁移成为各国应对关键信息基础设施安全的优先方向。当前全球主要国家已启动相关战略部署,我国需加快推动国家层面的统筹计划。
一、量子计算威胁
传统密码技术主要包括非对称密码、对称密码和散列密码,广泛应用于数据安全、身份认证等领域。量子计算通过Shor算法可高效破解非对称密码,如60%科研人员认为20年内可破解RSA-2048,兰德公司预测10年内主流非对称密码将失效。Grover算法则使对称密码和散列密码破解难度减半,但可通过增加密钥长度等手段抵消风险。量子计算对金融、能源、工业控制、电子政务等关键信息基础设施安全威胁显著,相关产业如电子认证、区块链、数字货币等面临系统性挑战。
二、全球应对举措
美国:制定明确战略路线图,拜登签署总统令提出至2035年降低量子计算对密码系统的安全威胁。2023年国家网络安全战略要求加快硬件、软件与服务的更换。通过《量子计算网络安全防范法》梳理联邦机构IT系统清单,并推动NIST后量子密码标准制定。NIST自2016年起征集解决方案,当前第四轮评估中部分算法(如SIKE)已被破解,需进一步筛选。
欧洲:ENISA提出构建后量子密码与量子密钥分发混合方案,欧盟资助PQCRYPTO等项目,法国投入15亿欧元支持迁移研究,提交NIST候选方案数量居全球前列。
企业实践:IBM将CRYSTALS-Kyber和CRYSS-Dilithium算法应用于Z16大型机;谷歌云采用NTRU-HRSS增强数据安全;微软推进PQCrypto-VPN开源项目;英国PQShield实现端到端加密;中国沐创开发出全球首款抗量子攻击商用密码芯片,预计2029年后量子密码市场规模将达95亿元。
三、我国应对建议
- 研发与标准化:将后量子密码纳入国家级科研计划,支持高校、企业联合攻关;建设公共服务平台验证算法有效性,降低研发成本;推动其纳入网络安全相关课程培养人才;通过竞赛征集方案并加快标准制定,推动国际化进程。
- 关键基础设施迁移:优先评估金融、能源、工业控制等领域的系统重要性与迁移难度,制定分阶段迁移指南与时间表;动态跟踪迁移进展,解决技术与成本难题。
- 产业化发展:推广优秀实践案例,鼓励建立开源社区聚集创新力量;出台减税政策支持设备采购,为相关企业融资创造条件;推动政产学研用协作,成立产业联盟促进资源整合。
欧美国家已形成从政策到技术再到产业的完整推进体系,我国需加快补齐短板,尤其在工业控制系统等高风险领域。后量子密码迁移周期长,需注重系统性规划与长期投入,以保障未来网络安全体系安全可靠。
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