​NIST选择4种PQC算法来防御量子计算机

VSole2022-07-07 13:35:35

PQC(后量子密码)是能够抵抗量子计算机对现有密码算法攻击的新一代密码算法。所谓“后”是因为量子计算机的出现,现有的绝大多数公钥密码算法(RSA、Diffie-Hellman、椭圆曲线等)能被足够大和稳定的量子计算机攻破,所以可以抵抗这种攻击的密码算法可以在量子计算和其之后时代存活下来,所以被称为“后”量子密码。也有人称之为“抗量子密码”。英文中的表述是:"Post-quantum Cryptography (PQC)",或者"Quantum-resistant cryptography"。

美国NIST(美国国家标准技术研究所)从2012年开始就正式启动了后量子密码的研究,这些年来开展的工作:

· 2012:NIST 启动后量子密码方向的研究

· 2015.1:NIST 举行第一届后量子密码 workshop

· 2016.2:NIST 宣布即将启动全球范围内的后量子公钥密码算法标准征集工作

· 2016.4:NIST 发布了关于后量子密码的研究报告

· 2016.12:NIST 正式启动了全球范围内的后量子公钥密码算法标准征集工作

· 2017.9.30:提交初始版本算法,以便 NIST 检查提案的合规和完整性

· 2017.11.30:NIST 的标准草案征集的提交工作已经截止

· 2017.12:NIST 公布了所有符合最低要求的算法

· 2018.4:NIST 举办了第一届后量子密码标准工作会议

· 2018/2019:NIST 淘汰一批算法,开启第二轮评审

· 2019 下半年举行第二届后量子密码标准工作会议

· 2020.7:NIST 开启第三轮评审

· 2022.7.5:选定标准化的算法

7月5日,NIST发布了期待已久的关于第三轮PQC竞赛决赛的公告。NIST选择标准化四种算法:用于KEM(密钥封装机制)的CRYSTALS-Kyber和用于数字签名的CRYS-Dilithium,Falcon和SPHINCS+。

NIST选择了CRYSTALS-Kyber算法用于对公共网络交换的数据进行通用加密,而CRYS-Dilithium,FALCON和SPHINCS+算法用于数字签名,通常用于在交易过程中验证身份。

Kyber和Dillithium是都是基于结构化格的加密算法,用于大多数应用程序的主要算法;Falcon适用于Dillithium的签名可能太长并且包含SPHINCS+的情况。

虽然现在已经选择了第一批标准化的算法,但NIST PQC竞赛仍将继续进行第四轮,其中包括四种KEM算法:BIKE、Classic McEliece、HQC和SIKE。今年晚些时候将有一个全新的征集,要求使用新的签名算法。即使是获胜算法,在标准草案出来之前,可能仍然会稍作调整。

NIST的Laurie Locascio主任在公告中说:“我们的后量子密码学计划利用了全球密码学界的顶尖人才,产生了第一组抗量子算法,这些算法将产生一个标准,并显著提高我们数字信息的安全性。”

量子计算机量子密码
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互联网上充满了高度敏感的数据。一般来说,复杂的加密技术可以保证这些材料无法被截获和读取。然而,在未来,高性能的量子计算机可以在几秒钟内破解这些密钥。而幸运的是,量子力学方法不仅提供了新的、快得多的算法,而且还提供了非常有效的可以与之对抗的密码学。
最近美国科研圈估计很头大。就在上个月美国国家标准与技术研究所( NIST )结束了一项为期 6 年的国际竞赛,目的是寻找对抗量子计算机的加密算法。之所以,有这么个竞赛,实在是加密专业的人的活的太惨,堪比国内的土木专业。自从量子计算机出现,各个学科都赢麻了,唯独搞密码学的崩溃了。
有人说,目前的加密技术在未来可能会被量子计算机破解。为了对此做好准备,Cloudflare正在推出一项后量子实验,以增加对两种混合后量子密钥协议(X25519Kyber512Draft00和X25519Kyber768Draft00)的支持,所有网站所有者都可以报名参加。这些密钥协议将与现有的加密方案一起工作,以确保兼容性。
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量子密码迁移研究
2023-10-23 10:11:13
量子计算技术对传统密码算法安全性的威胁非常大。在量子计算模型下,公钥密码将被破解,对称密码和杂凑密码的安全性将减半。研究和应用抵抗量子计算攻击的密码技术日趋紧迫,美国国家标准与技术研究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)于 2022 年 7 月遴选出 4 种拟标准化的候选算法。随着算法标准化进程接近尾声,后量子密码迁移活动被提
随着量子计算技术的发展,相关运算操作在理论上实现从指数级向多项式级别的转变,量子计算机有望攻破现有的公钥密码体制。为应对出现的新型威胁,后量子密码(PQC)应运而生,旨在研究密码算法在量子环境下的安全性。
1985 年Deutsch进一步阐述了量子计算机的基本概念,并证实了在某些方面,量子计算机相比经典计算机而言确实具有更强大的功能。除此之外,欧盟、加拿大、中国等组织、国家和地区在量子计算机领域的研究也做出积极响应并取得了一系列的研究成果。2001 年, 一 个 由 IBM 公司成功研发的 7qubit 的示例性量子计算机成功领跑了该领域的研究。
密码学是保障网络与信息安全的理论基础,各类密码算法和协议在确保消息的机密性、完整性、不可否认性以及身份认证等方面发挥着重要作用。人们希望利用量子性质能够实现各类密码协议功能,进而全面提升信息系统的安全性。该类协议不需要假设QKD设备是完美的,它们甚至可以是不可信的。
VSole
网络安全专家