NIST发布首批后量子加密标准，为未来信息安全保驾护航

NIST发布首批后量子加密标准，为未来信息安全保驾护航

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https://www.secrss.com/articles/69132

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https://blog.csdn.net/OpenMpc/article/details/126008292

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https://www.globalsign.cn/blog_detailed_230

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https://www.wosign.com/article/policy/3688.html

2024年8月，美国国家标准与技术研究院（NIST）正式发布首批后量子加密标准，这是全球密码学界应对量子计算威胁的重要里程碑。随着量子计算机技术的快速发展，传统的加密算法面临着前所未有的挑战。NIST此次发布的三项标准，为未来的信息安全提供了新的保障。

量子计算机的出现，给现有的密码学体系带来了重大威胁。传统的公钥加密算法，如RSA和ECC，都是基于大整数分解和离散对数等数学难题。然而，Shor算法在量子计算机上可以高效解决这些问题，这意味着一旦量子计算机技术成熟，这些加密算法将不再安全。

此外，Grover算法可以将无序数据库搜索的复杂度从O(N)降低到O(√N)，虽然对称加密算法（如AES）受到的影响较小，但仍然需要加倍密钥长度来维持相同的安全级别。

为应对量子计算带来的挑战，NIST于2016年启动了后量子密码学（PQC）标准化项目。该项目历时8年，经过全球密码学专家的共同努力，最终确定了首批三项后量子加密标准。

NIST的标准化工作分为多个阶段进行。第一轮征集收到了82个算法提案，经过评估和筛选，最终有26个算法进入第二轮。在第三轮评审中，7个算法入围，另有8个作为备选。2022年7月，NIST宣布提前选中4个算法进行标准化，其中包括3个最终确定的标准和1个将在2024年底发布的草案。

此次发布的三项标准分别针对不同的应用场景：

1. ML-KEM（基于CRYSTALS-Kyber）：用于通用加密，保护通过公共网络交换的信息。该算法基于格理论，安全性依赖于模块学习（MLWE）问题。其特点是密钥较短，数据交换量小，运行速度快。

2. ML-DSA（基于CRYSTALS-Dilithium）：用于数字签名，提供身份验证功能。该算法同样基于格理论，安全性依赖于MLWE和模块短整数解（MSIS）问题。在密钥和签名大小方面具有良好的平衡，且算法效率高。

3. SLH-DSA（基于Sphincs+）：作为备用的数字签名方案。该算法基于哈希函数，与ML-DSA采用不同的数学基础，旨在提供额外的安全保障。

NIST的后量子密码学标准化工作仍在继续。目前，还有两组算法正在评估中，预计将在2024年底公布更多标准。这些标准的发布，标志着全球密码学界在应对量子计算威胁方面迈出了重要一步。

然而，专家也指出，完全过渡到新的加密标准需要时间。NIST鼓励系统管理员尽快开始集成这些新标准，以确保在量子计算机技术成熟前完成迁移。这不仅关系到个人隐私和商业机密，更关乎国家安全和全球数字经济的稳定发展。

随着量子计算技术的不断进步，后量子密码学的研究和标准化工作显得尤为重要。NIST此次发布的标准，为全球信息安全领域提供了重要的参考和指导，也为未来的技术发展奠定了坚实的基础。