后量子密码发展进展与测试评估研究

核心观点

• 量子计算技术的快速发展对传统加密系统构成威胁，特别是基于大整数分解问题（IFP）和椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的公钥密码算法，如RSA和ECC。
• 后量子密码学（PQC）通过升级底层数学难题，提供了一种新型公钥加密算法，能够抵抗量子计算机的攻击。
• PQC研究涵盖多种技术路线，如基于格的密码学、基于编码的密码学和基于多变量的密码学等。

关键数据

• 2024年8月，美国国家标准与技术研究院（NIST）正式发布了世界上首个三个PQC标准，包括FIPS-203 (ML-KEM)、FIPS-204 (ML-DSA)和FIPS-205 (SLH-DSA)。
• IETF组织推动了PQC算法和传统加密协议的集成，发布了多个与PQC相关的标准项目，如使用预共享密钥（PSKs）在CMS数字签名中基于层次化的基于哈希的签名算法、在CMS数字签名中使用基于模块格的密钥封装机制（ML-KEM）等。

研究结论

• PQC技术演进和应用迁移是一个复杂的涉及过程，需要提前规划、精心设计和稳步实施。
• 建议分三步进行PQC迁移：准备、产品升级和资金。
• 结合PQC和传统加密的混合算法可以有效地应用于实际加密系统，确保加密服务的稳定传输。
• 本文提出的评估系统和方法有潜力应用于PQC产品的各个阶段，包括设计、开发、生产、部署和工程验收。