NIST的首批后量子标准
内容提要
美国国家标准与技术研究院（NIST）发布了三个抵抗量子计算机攻击的加密标准，标志着确保通信安全的重要里程碑。NIST在2016年启动了公开竞赛，现在已发布第一批标准化的后量子加密算法。云服务提供商Cloudflare已开始部署这些新算法以保护服务器流量。
延伸解读
量子威胁的紧迫性
文章指出，尽管目前尚无能破解现有加密的量子计算机，但专家预测未来十年内可能出现。超过四分之一的受访专家认为，密码学相关量子计算机（CRQC）在十年内出现的可能性较大。因此，升级到后量子加密以防范“先存储、后解密”攻击已刻不容缓。
密钥协商与数字签名的迁移差异
密钥协商的迁移更为紧迫，因为当前通信已面临“先存储、后解密”风险，且只需客户端和服务器支持新协议。数字签名的迁移则较不紧迫，因为只有在CRQC出现后才会面临风险，但涉及更多参与方，如库开发者、浏览器、服务器运营商、证书颁发机构和硬件制造商，协调难度更大。
Cloudflare的部署进展与计划
Cloudflare自2019年起参与NIST竞赛，并于2022年部署了ML-KEM的初步版本Kyber，采用X25519混合模式以防范未来密码分析进展。截至2024年8月中旬，超过16%的人类请求已受后量子密钥协商保护。Cloudflare计划升级到最终ML-KEM标准，并逐步淘汰预标准版本。
行业采用与未来准备
随着NIST标准的发布，预计ML-KEM将在行业广泛采用，成为密钥协商的新默认。组织应尽快升级系统以保护数据。对于数字签名，首批后量子证书预计2026年推出，但不会默认启用，组织应准备未来迁移，但无需立即切换。
Q&A
NIST发布的后量子加密标准有哪些？
NIST发布的后量子加密标准包括ML-KEM、ML-DSA和SLH-DSA。
量子计算机对现有加密的威胁是什么？
量子计算机能够高效解决现代加密依赖的数学难题，可能在未来十年内出现能够破解现有加密的量子计算机。
Cloudflare如何参与NIST的后量子加密标准化过程？
Cloudflare自2019年起参与NIST竞赛，评估算法在实际部署中的表现，并已在其服务器上部署了ML-KEM的初步版本。
迁移到后量子加密算法需要多长时间？
迁移到后量子加密算法需要多年的努力，尤其是在密钥协商和数字签名方面。
后量子数字签名的迁移紧迫性如何？
后量子数字签名的迁移紧迫性较低，因为当前通信尚未面临直接风险，但迁移过程更具挑战性。
预计何时会推出首批后量子证书？
预计首批后量子证书将在2026年推出，但不会默认启用。
