隨著量子計算技術(shù)的不斷突破，傳統(tǒng)密碼算法的安全性面臨嚴峻挑戰(zhàn)，抗量子密碼（Post-Quantum Cryptography, PQC，又稱后量子密碼）技術(shù)成為保障未來信息安全的戰(zhàn)略制高點。近年來，我國在抗量子密碼研究、向抗量子密碼遷移規(guī)劃方面取得了一定進展，為數(shù)字經(jīng)濟時代的信息安全提供堅實保障。本文將簡要概述我國在抗量子密碼技術(shù)研究、遷移規(guī)劃、產(chǎn)品應(yīng)用方面的已有成果。
抗量子密碼算法競賽與征集
2019年，中國密碼學(xué)會組織發(fā)起“全國密碼算法設(shè)計競賽”，共有22個分組算法、38個公鑰算法參與評選。最終，Aigis-sig（數(shù)字簽名方案）、LAC-PKE（密鑰封裝方案）、Aigis-enc（密鑰封裝方案）三種算法獲得競賽的一等獎。值得注意的是，這三種算法均為抗量子密碼算法，可有效應(yīng)對量子計算機對傳統(tǒng)密碼算法的破解風(fēng)險。同時，在美國NIST發(fā)起的抗量子密碼算法征集活動中，LAC系列算法進入第二輪算法評估，這也是我國學(xué)者提交的算法中唯一進入第二輪的算法。
2025年2月5日，商用密碼標準研究院發(fā)布公告，在全球范圍內(nèi)公開征集新一代商用密碼算法，征集對象涵蓋公鑰密碼算法、密碼雜湊算法、分組密碼算法。本次征集對算法安全性提出明確要求，需要同時抵抗經(jīng)典計算攻擊和量子計算攻擊，且需要支持不同級別的安全強度并提供一定的安全冗余，以抵抗量子算法和密碼分析技術(shù)帶來的安全風(fēng)險。此次征集工作進一步預(yù)示著提前布局“量子安全”的重要性和緊迫性，也標志著我國商用密碼算法正式向抗量子技術(shù)邁進。
抗量子密碼遷移規(guī)劃
當前，我國眾多權(quán)威機構(gòu)針對抗量子密碼的獨特特性及其遷移過程的復(fù)雜性等問題，發(fā)布了多份具有較高參考價值的研究報告與白皮書。主要包括由信通院等單位聯(lián)合編纂的《后量子密碼應(yīng)用研究報告》，西電廣研院等機構(gòu)攜手打造的《后量子密碼遷移白皮書》，以及三未信安與江南科友通力合作完成的《抗量子密碼技術(shù)與應(yīng)用白皮書》等材料。
這些材料在內(nèi)容上呈現(xiàn)出諸多共通之處。首先，它們明確闡述了量子計算技術(shù)對當前密碼體系所帶來的潛在威脅，并據(jù)此強調(diào)了深入研究和廣泛應(yīng)用抗量子密碼技術(shù)的重要性。其次，上述材料對抗量子密碼的基本概念、運行原理以及多樣化的算法設(shè)計路徑進行了全面而細致的介紹，同時明確指出了向抗量子密碼遷移的復(fù)雜性和必要性，進一步凸顯了為應(yīng)對量子計算威脅而迅速采取行動的迫切性和重要性。此外，這些材料還廣泛引用了國際組織、研究機構(gòu)以及各國政府在抗量子密碼領(lǐng)域的研究成果和寶貴建議，為我們提供了更為全面和深入的洞察。
值得一提的是，這些材料在各自的研究側(cè)重點上也展現(xiàn)出鮮明的特色�！逗罅孔用艽a應(yīng)用研究報告》詳盡地闡述了后量子密碼在PKI體系、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及區(qū)塊鏈等關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并深入剖析了向后量子密碼遷移所面臨的諸多挑戰(zhàn)，同時從政策制定、標準建設(shè)、生態(tài)構(gòu)建以及人才培育等多個維度提出了諸多富有建設(shè)性的建議。而《后量子密碼遷移白皮書》則著重聚焦于如何科學(xué)、準確地評估現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的量子脆弱性，并對現(xiàn)有的后量子安全應(yīng)用（如PQ-SSH、PQ-TLS、PQ-PKI等）進行了全面而深入的評估�！犊沽孔用艽a技術(shù)與應(yīng)用白皮書》，其內(nèi)容更為詳盡且全面，不僅對抗量子密碼安全協(xié)議的設(shè)計思路進行了充分的剖析，還給出了向抗量子密碼遷移的具體策略路徑和實用工程指南。此外，該白皮書還針對金融、通信、電力等多個重要應(yīng)用場景進行了深入的現(xiàn)狀分析，并提出了切實可行的遷移方案。
抗量子密碼產(chǎn)品應(yīng)用
PQMagic是國內(nèi)首個支持NIST已發(fā)布的三種抗量子標準FIPS203、204、205的高性能抗量子算法庫，同時PQMagic還支持Aigis-enc（密鑰封裝方案）、Aigis-sig（數(shù)字簽名方案）、SPHINCS-α（數(shù)字簽名方案）等國產(chǎn)抗量子密碼算法�；诳沽孔用艽a算法庫的高性能實現(xiàn)，開發(fā)者可在X86、ARM、GPU等各類平臺高效應(yīng)用抗量子密碼算法，為數(shù)據(jù)安全提供保證。
此外，國內(nèi)安全廠商、芯片廠商的部分密碼產(chǎn)品，例如抗量子加密芯片、抗量子計算網(wǎng)關(guān)等，在硬件邏輯上增加了對現(xiàn)有國內(nèi)外抗量子算法的支持，提升了后量子密碼算法的運行效率。這些產(chǎn)品的出現(xiàn)進一步提升了量子計算時代的信息安全防護能力。
總結(jié)
綜上，我國在抗量子密碼技術(shù)的研究、遷移規(guī)劃及產(chǎn)品應(yīng)用方面已有一定進展，而隨著量子計算技術(shù)的不斷突破，傳統(tǒng)密碼算法的安全性日益受到挑戰(zhàn)，而抗量子密碼技術(shù)作為保障未來信息安全的戰(zhàn)略制高點，其重要性愈發(fā)凸顯。
對于運營商而言，隨著量子計算技術(shù)的不斷發(fā)展，其現(xiàn)有的信息安全體系將面臨嚴峻挑戰(zhàn)。因此，運營商應(yīng)積極響應(yīng)國家號召，加強抗量子密碼技術(shù)的研究和應(yīng)用，提前布局“量子安全”，確保其業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，為構(gòu)建更加安全、可靠的信息社會貢獻力量。
