将基于公钥基础设施（PKI）的网络安全系统迁移至抗量子密码体系的六个步骤

量子计算机的快速发展将带来强大的计算能力，可解决诸多传统计算机根本无法处理的计算难题。

但遗憾的是，量子计算机的发展带来的负面影响之一，是黑客将更容易破解当前广泛使用的部分加密算法。具体而言，我们所指的是RSA与ECC加密算法——二者是现有公钥基础设施（PKI）体系的核心基础，支撑着绝大多数现代安全、通信与身份识别方案。

公钥基础设施（PKI）广泛应用于各类系统，涵盖线上购物、信用卡交易、护照与身份徽章系统验证，甚至包括支撑电网运行的控制系统管理。在量子计算攻击的威胁下，确保公钥基础设施（PKI）方案能够为上述系统提供充分防护至关重要。

研究人员预测，量子计算机将在2026年至2031年前后使当前的ECC与RSA加密体系失效。这意味着我们仅有约5到10年的时间来完成向新型抗量子加密算法的迁移；对于当前生成、且需在未来多年保持保密性的数据，落实长期防护措施的可用时间则更短。

分阶段迁移至抗量子密码体系

迁移至抗量子密码算法需要开展规划工作，并对多个系统进行更新，通常涵盖企业自研的内部系统，以及第三方应用、服务器与系统。

企业必须从现在开始规划，采取预防措施完成向抗量子密码体系的迁移。对任意规模的企业而言，这些措施都将是一项重大工程。值得庆幸的是，所有系统无需同时完成更新。

通过使用“混合证书”——即同时包含传统RSA或ECC密钥与新型抗量子密钥的证书——组织机构可实现渐进式且安全的迁移。混合证书允许尚未支持抗量子密码的设备与已支持抗量子密码的新系统正常交互，从而支撑系统逐步完成向抗量子密码体系的迁移。

关于混合证书的更多详情可参见此处.

待所有系统均升级至支持抗量子密码后，即可停用混合证书，替换为纯抗量子证书，完成迁移流程。此外，部分企业可能会选择跳过混合证书的过渡阶段，直接从传统密码体系迁移至抗量子密码体系。，在所有系统可同步完成升级的环境中，可跳过使用混合证书的过渡阶段。由于迁移的最终目标是让所有系统使用纯抗量子证书，直接迁移至抗量子证书可更快达成这一目标。但直接迁移存在风险：若任一系统未完成正确更新，将无法与其他系统建立通信。

以下步骤同时适用于直接迁移方案与混合迁移方案。

迁移至抗量子公钥基础设施（PKI）

迁移至抗量子密码体系的第一步，是升级公钥基础设施（PKI）架构（包括证书颁发机构（CA）），使其启用抗量子密码算法。企业不必尝试升级内部公钥基础设施（PKI）系统，当前或许是迁移至商业证书颁发机构（CA）的合适时机，例如Sectigo即可提供抗量子密码算法的商业支持。

无论使用自托管公钥基础设施（PKI）系统还是商业厂商的解决方案，证书颁发机构（CA）必须支持抗量子密码算法与抗量子证书签发，这一点至关重要。若IT安全团队选择使用混合证书，则必须选定同时支持混合证书与抗量子证书的证书颁发机构（CA）。

组织机构完成现有证书颁发机构（CA）升级或选定新的证书颁发机构（CA）后，该CA需签发新的抗量子根证书与中间证书。

更新服务器密码算法

迁移至抗量子密码体系需要更新服务器应用使用的密码库，使其支持新的密码算法与新的抗量子证书格式（若使用混合证书，还需支持混合证书格式）。若使用混合证书，服务器应用需能够识别并处理传统RSA/ECC证书，以及包含抗量子密码密钥的混合证书。这要求服务器应用能够区分两种不同的证书类型，并针对各证书类型使用对应的正确密码算法进行处理。

更新客户端加密算法

各团队还需要更新客户端应用，以使用抗量子加密算法。完成全面升级后，管理员可停止在客户端应用中使用传统RSA/ECC密钥/证书，改用对应的新型抗量子等效方案。

该策略存在一种例外情况：如果某客户端应用需要与多个服务端应用通信，而这些服务端可能无法同时完成抗量子加密升级，那么混合证书可让该客户端与支持传统RSA/ECC加密的服务端正常交互，同时在与支持新型算法的服务端通信时使用抗量子算法。

在所有系统上安装抗量子根证书

每台使用公钥基础设施（PKI）的系统都设有可信根存储区，其中包含在该PKI体系内签发证书的根证书颁发机构（CA）和中间CA的证书。当系统完成更新以支持抗量子加密算法后，必须更新这些根存储区，加入新的根证书和中间证书。

为所有设备/应用签发并安装抗量子证书

IT团队完成企业内所有系统的更新、使其支持抗量子加密后，必须签发新证书并将其安装到所有端点上。完成该步骤后，每台设备即可在新证书的支持下开始使用抗量子加密算法。

弃用传统加密算法/吊销RSA/ECC证书

迁移至抗量子加密的最后一步是弃用传统加密算法，停止其使用。该操作可在应用和系统迁移至新算法的过程中逐步推进。待所有系统完成迁移后，应当吊销根ECC证书和RSA证书，确保没有任何系统继续使用这些证书。

自动化证书管理

迁移至新加密算法和PKI系统需要签发大量新证书，因为每台设备/每个应用都需要一张新证书。对于尚未支持自动化证书管理的组织而言，这是考虑部署自动化工具的合适时机。

目前已有相关工具可实现自动化证书发现和续期，避免系统因证书过期出现故障，同时还能降低在设备和系统上安装新证书的管理负担。对于正在评估新PKI厂商的安全团队而言，是否支持自动化工具应当是高优先级考量因素。

摘要

能够破解传统加密算法的量子计算机将在未来五到十年内问世。对大多数组织而言，迁移至新型抗量子加密算法是一项需要妥善规划的重大工作，需要内部开发团队和第三方厂商共同参与。企业必须升级自身正在使用的PKI系统，以及使用这些证书的应用。

混合证书支持系统的渐进式迁移，但最终所有使用ECC或RSA加密的系统都必须迁移至新型抗量子加密算法，否则组织的应用和系统将面临量子计算机攻击的风险。