为何加密敏捷性是应对量子计算的关键

尽管普通大众并未察觉，但公钥密码技术是所有数字生活的底层支撑，最终保障企业能够在自身内部网络及更广范围的网络中安全开展业务。作为密码学基础技术，它相当于数字信任戳，用于验证每分每秒访问敏感数据的海量人类身份与机器身份。

量子计算正在威胁这一密码学基础，以及企业建立数字信任的能力。量子计算机利用量子物理学解决复杂问题的速度远快于当前的传统计算机。量子计算机可以同步执行多项运算，由此带来的一个后果是，破解由数字证书保护的加密文件和通信将变得极其容易。因此，全球必须采用新一代抗量子密码标准，才能维持安全的数字运营。

安全行业从业者在讨论数字证书时，常常用到“加密敏捷性”这个表述，我们需要明确其具体含义，以及它与未来量子计算威胁之间的关联。

什么是加密敏捷性？

加密敏捷性是密码学敏捷性的简称，指企业的生态体系能够保障自身使用的基础密码原语保持最新、可靠、稳健，且能为特定场景选用最适配的密码技术。具备加密敏捷性意味着拥有快速响应变化的能力，而现代企业所处的环境变化速度极快。

对企业而言，加密敏捷性始终是一个动态目标。随着IT管理者观察到企业证书总量持续增长、数字证书的平均有效期缩短至1年甚至更短，同时量子计算的落地日益临近，加密敏捷性的重要性已经达到前所未有的高度。

量子计算与加密敏捷性的必要性

要明确抵御未来量子威胁所需完成的密码体系升级，首先必须了解当前的技术运行逻辑。

手机、笔记本电脑、服务器这类设备的身份验证与信任建立都依赖证书。信用卡、电子护照，以及多数人不认为属于“数字设备”的物品——比如用于开门禁的门卡——其核心都搭载了PKI技术。这些属于信息物理系统，它们通过PKI确保自身存储的敏感信息保密、不被篡改且真实可信。很难估算普通员工一天内会与PKI产生多少次交互，但答案一定是“非常多”。PKI存在于所有行业的工作（及个人）生活的几乎每个场景中。

当前在用的PKI系统依赖两类密码算法：Rivest-Shamir-Adleman（RSA）和椭圆曲线密码学（ECC）。遗憾的是，由于量子计算机的运行逻辑与传统基于1/0门的计算架构存在本质差异，这些算法在量子计算机面前极易被破解。以当前标准加密强度保护的信息，一台算力普通的传统计算机需要约300万亿年才能破解，而量子计算机仅需约一周时间。这种潜在影响极其严重，因此该场景有时被称为“量子末日.

经过长达6年的遴选，美国国家标准与技术研究院（NIST）公布了一套被认定可抵御量子计算机破解的新型密码“原语”：CRYSTALS-Kyber、CRYSTALS-Dilithium、FALCON和SPHINCS+.

目前，企业必须着手推进一项重要工作：在自身计算系统基础设施的所有环节落地新的加密标准。新的抗量子算法预计将于2024年完成标准化，而据估算，量子计算机最早可能在2026年就能破解RSA和ECC算法。因此，必须从现在开始着手准备，以保障当前及未来数年的加密敏捷性。

下一代公钥基础设施（PKI）

在 场景下，加密敏捷性具体体现为哪些实践？量子时代准备工作企业IT负责人必须部署采用抗量子加密算法的X.509混合证书。混合证书这类证书同时承载传统密钥、抗量子密钥以及对应的签名。这类交叉签名证书为无法同步完成升级或替换的多组件系统提供了迁移路径，让企业能够以更可控的方式，更平滑地从传统公钥基础设施（PKI）加密体系过渡到后量子加密体系（待新算法完成标准化后落地）。

可以把混合证书的使用逻辑类比成一套带两扇门的住宅，每扇门都配有独立的钥匙：如果有人给前门换了新锁，只有持有新钥匙的人能从前门进入；持有旧钥匙的人仍可从未更换锁具的后门进入住宅。后续可以逐步为用户更换新钥匙，让他们能够通过新锁的前门通行。等所有人都完成新钥匙更换后，就可以安全地更换后门的锁，不会造成任何人的访问中断。这类混合证书将成为连接当前加密体系与未来数年后加密体系的最重要桥梁。

需要注意的是，这些新加密算法不能完成部署后就放任不管，必须对其进行管理；考虑到当前证书的规模，已经无法依靠人工完成这类管理工作。下一代公钥基础设施（PKI）的核心是部署具备统一管理视图的证书生命周期管理（CLM）平台，实现对包括混合证书在内的所有数字证书的发现、签发、续期、治理、管控以及生命周期自动化运维。自动化证书生命周期管理（CLM）可保障公钥基础设施（PKI）的安全性，降低因证书过期导致的业务中断与数据泄露风险。

未来的发展趋势是密码原语的替换速度会越来越快，同时证书有效期也会持续缩短。能够快速响应这类变化，就具备了加密敏捷性。

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