什么是量词后密码学？

要点：

• 量词后加密（PQC）是指旨在保护经典计算机和量子计算机攻击的密码算法。
• 与古典计算机不同的是，量子计算机利用量子力学来更快地解决某些问题。这对许多当前使用的加密算法构成了威胁。
• 向PQC的过渡涉及识别，标准化和实施对量子攻击具有抵抗力的新算法。
• 这种过渡是一项重要的事业，需要仔细考虑各种因素，包括安全性，性能和互操作性。
• 标准化正在考虑几种有希望的PQC算法，每个算法都有其自己的优点和劣势。

什么是量词后密码学？

量子后加密（PQC）是密码学的一个分支，该分支集中在开发算法上，即使量子计算机变得足够强大，可以破坏广泛使用的公钥密码系统。当前的加密方法依赖于数学问题，这些问题在计算上对于经典计算机来说很难，但可能通过足够高级的量子计算机来解决。 PQC的发展对于维持后量子世界中的数据安全至关重要。

为什么需要PQC？

使用量子力学原理的量子计算机可以比经典计算机更快地执行某些计算。例如，Shor的算法可以有效地考虑大量数字，这是一个基于RSA和ECC（例如RSA和ECC）的安全性的问题。这意味着量子计算机可能会破坏目前保护我们的数字基础架构的许多加密系统。 PQC旨在应对这一新兴威胁。

PQC如何工作？

PQC算法依赖于对经典计算机和量子计算机的数学问题。这些问题与古典密码学中使用的问题不同。它们通常涉及基于晶格的密码学，基于代码的密码学，多元密码学，基于哈希的密码学或基于ISEGEN的密码学。每种方法都提供不同的安全属性和性能特征。

向PQC的过渡：一个复杂的过程

迁移到PQC是一个复杂的过程，涉及多个步骤：

• 算法选择：识别和选择合适的PQC算法，以平衡安全性，性能和实用性。此过程涉及NIST等组织的严格评估和标准化工作。
• 实施：将所选的PQC算法集成到现有系统和应用程序中。这需要更新软件，硬件和协议。
• 互操作性：确保使用不同的PQC算法之间的系统之间的无缝通信和数据交换。这需要建立互操作性的标准和协议。
• 部署：推出各个部门的更新系统和应用程序，包括金融，政府和医疗保健。

不同类型的PQC算法

目前正在评估几种有希望的PQC算法：

• 基于晶格的密码学：依赖于在高维晶格中找到短矢量的硬度。
• 基于代码的密码学：基于解码随机线性代码的难度。
• 多元密码学：使用求解多元多项式方程的系统的困难。
• 基于哈希的密码学：依赖加密哈希功能的碰撞抵抗力。
• 基于同等基因的密码学：在椭圆曲线之间使用难以发现的异质化。

采用PQC的挑战

向PQC的过渡面临着一些重大挑战：

• 性能开销：某些PQC算法在计算上可能比其经典同行更昂贵，这可能会影响系统性能。
• 关键尺寸： PQC算法通常需要比经典算法更大的密钥尺寸，从而增加了存储和传输要求。
• 实施的复杂性：实施PQC算法比实施经典算法更复杂，需要专业的专业知识。

标准化的作用

标准化对于成功采用PQC至关重要。标准化算法可确保互操作性并防止碎裂。 NIST等组织在此过程中发挥了至关重要的作用，通过评估和标准化PQC算法。该标准化为开发人员和用户提供了清晰和信心。

常见问题和答案：问：向PQC的过渡需要多长时间？

答：由于在各种系统和应用程序中实施和部署新算法的复杂性，预计向PQC的过渡预计将是一个逐步的过程，可能是十年或更长时间的过程。

问：PQC是否会完全替换现有的密码学？

答：PQC最终可能会增加并最终替换许多应用程序的现有密码学，但是完全替换将是分阶段的方法。结合PQC和经典密码学的混合方法可能在此期间使用。

问：量子计算机对当前密码学的最大威胁是什么？

答：最大的威胁是Shor的算法，它可以有效地考虑大量并解决离散的对数问题，这破坏了RSA和ECC等广泛使用的公钥密码系统的安全性。

问：我的数据已经容易受到量子攻击的影响？

答：目前，量子计算机到大多数数据的威胁是理论上的。但是，需要长期保持机密的数据（例如，政府秘密，金融交易）应被视为脆弱，并使用PQC采取了措施。

问：我该如何为后量子时代做准备？

答：请告知PQC开发，评估系统的安全性以及计划逐步迁移到PQC算法是至关重要的步骤。考虑与网络安全专家一起评估您的脆弱性并计划您的过渡。