NIST推荐：格密码学成后量子密码新宠

NIST推荐：格密码学成后量子密码新宠

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https://www.globalsign.cn/blog_detailed_230

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https://web3caff.com/zh/archives/92170

随着量子计算技术的快速发展，传统密码体系正面临前所未有的挑战。美国国家标准与技术研究院（NIST）于2024年8月正式发布首批3项后量子加密标准，标志着全球密码学界正式进入后量子时代。在这批标准中，基于格密码学的算法占据了主导地位，成为后量子密码学领域的“新宠”。

NIST发布的首批后量子加密标准包括4种算法，其中3种基于格密码学：

• CRYSTALS-Kyber：用于通用加密，保护网络信息交换
• CRYSTALS-Dilithium：用于数字签名，提供身份验证
• FALCON：另一种数字签名算法，作为补充方案

这些算法经过长达8年的严格评估，从最初的82个候选算法中脱颖而出。NIST鼓励系统管理员尽快开始集成这些新标准，因为完整的过渡需要时间。

格密码学的安全性基于格上困难问题，主要包括：

• 最短向量问题（SVP）：在高维格中找到最短的非零向量
• 最近向量问题（CVP）：给定一个目标点，找到距离该点最近的格点

这些问题在经典计算机和量子计算机上都难以解决，为格密码学提供了强大的安全基础。此外，格密码学还具有以下优势：

• 高效性：主要涉及矩阵和向量的乘法运算，计算效率高
• 灵活性：不仅能用于传统加密和签名，还可构建全同态加密等复杂应用

格密码学已开始在多个领域展现其应用价值：

• 密钥交换协议：如Ding Key Exchange，提供类似Diffie-Hellman的安全性
• 数字签名：CRYSTALS-Dilithium和FALCON已被NIST选为标准算法
• 全同态加密：允许在加密状态下直接处理数据，为云计算环境中的隐私保护提供解决方案

随着量子计算技术的不断发展，研究和推广格密码学技术将变得更加重要和迫切。NIST的这一推荐不仅为全球密码学界指明了发展方向，也为构建更加安全的后量子时代奠定了重要基础。