表1 量子算法对商用密码技术的影响
密码技术 | 量子算法 | 影响 |
SM2/9 | Shor算法 | 不再安全 |
SM3、SM4、ZUC | Grover算法 | 安全强度减半 |
分组密码的系列工作模式：CBC-MAC、PMAC、GMAC、GCM、OCB等 | Simon算法 | 不再安全 |
抗量子密码技术（Quantum-Resistant Cryptography，QRC）也称后量子密码技术（Post-Quantum Cryptography，PQC），是指能够抵抗量子计算机攻击的密码系统。随着量子计算技术的发展，传统的基于数学难题的密码算法，将在量子计算机的攻击下变得不再安全。抗量子密码技术的目标是设计出在量子计算机面前仍然安全的密码算法，以保护未来的通信和数据安全。
在对称密码领域，通过增加密钥长度可以增强算法的抗量子攻击能力，因此量子计算对对称密码的影响相对较小。然而，在非对称密码领域，基于大整数分解和离散对数等传统数学难题的加密技术将面临失效的风险。为应对量子计算的威胁，已经提出了基于杂凑函数、编码理论、多变量方程、格理论和同源等数学问题的公钥密码算法。值得注意的是这些算法被认为具有抗量子攻击能力，是因为目前尚未发现能够高效破解它们的量子算法。
除了基于新型数学难题设计抗量子密码算法外，量子力学原理也为构建新型密码技术提供了可能性。量子密码学作为基于量子力学基本原理的新兴密码学分支，主要涵盖了量子密钥分发（QKD）和量子随机数生成（QRNG），并展现出了显著的潜力与广泛的应用前景。与传统密码学不同，量子密码学利用量子态的独特性质，能够提供比经典密码学更强的安全保障。
抗量子密码迁移策略是指在量子计算机发展对现有密码学构成威胁之前，逐步将传统的密码系统过渡到抗量子密码系统的过程。由于量子计算机对现有密码算法的严重威胁，迁移到抗量子密码技术是确保未来信息安全的关键。抗量子迁移策略旨在确保系统在量子计算环境下的安全性，同时减少对现有系统和操作的破坏，避免中断现有服务。
在量子计算即将引发的技术变革背景下，信息安全体系正进入一个全新的发展阶段。从传统密码系统向抗量子密码方案的迁移是一个迫在眉睫的任务，但也是一个复杂且长期的过程，这不仅涉及新算法的研发和标准化，还需要考虑与现有系统的兼容性、性能优化和安全验证等多方面因素。这一过程可能需要数年的时间，期间需要大量的资源投入和跨领域的协作。
展望未来，随着量子计算技术的不断发展，部署抗量子密码技术已成为保障信息安全的必然选择。我们需要加速抗量子密码算法的研究和优化，提高其在实际应用中的性能和可行性。同时，必须充分认识到迁移过程的复杂性和长期性，加强合作与标准化进程，确保新技术能够被广泛接受和实施。只有通过全面的规划和持续的努力，才能构筑坚实的未来安全防线，抵御量子计算带来的安全威胁。
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稿件来源：<密码头条技术专家组>
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