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量子密碼學現狀：為什麼量子就緒至關重要
量子時代正加速來臨，它既會推動人工智能的發展，也會帶來重大的網絡安全風險——量子計算系統將對傳統密碼體系構成威脅。不過目前抗量子算法正在研發中以緩解這類威脅，各類機構必須為這一轉型做好準備。
量子時代即將到來。就在不久前，它還被視為遙遠的技術願景。隨着各類新技術极速湧現，形勢已經愈發清晰：量子時代的基礎已經奠定，人們長期預判的量子風險正變得更加緊迫。
其影響可能十分深遠。支持者認為，未來的量子解決方案將拓展本就強大的人工智能與機器學習能力，實現海量數據集的輕鬆處理與分析，進而影響從金融建模到供應鏈優化的各個領域。
遺憾的是，這些潛在的技術進步也會伴隨一個嚴重問題：許多人曾習以為常的密碼體系將不再有效。量子系統在執行特定數學運算時具備驚人的速度，足以破解傳統計算系統在算力層面始終無法攻破的算法，使網絡安全與整體數碼信任面臨重大風險。
這一情況無疑值得警惕，但我們也有理由保持樂觀：鑑於後量子世界存在的明確風險，許多具有前瞻性的從業者已經協同參與研發能夠抵禦未來攻擊的新型密碼算法。我們將深度解析量子計算的當前發展現狀，並提供相關策略參考，幫助您的機構做好應對這一變革的準備。
我們距離量子計算落地還有多遠？
我們尚未迎來量子計算革命，但確實已經越來越近。下一階段的重大突破最早可能在2030年到來，屆時先進的量子計算機或許能夠解密曾被認為加密安全的敏感數據。
換言之，當前的密碼現狀將很快無法滿足安全需求。量子計算即將帶來的顛覆性衝擊被稱為「量子末日」，這一表述指向新興量子解決方案的極強破壞性。
量子密碼學發展現狀
隨着量子技術持續高速演進，我們有諸多需要關注的風險點。目前，我們已經無法再依賴那些曾看似牢不可破的加密算法：RSA（Rivest-Shamir-Adleman）與ECC（橢圓曲線密碼學）。這些算法曾是公鑰密碼體系的基礎，但量子計算機可以快速將其破解。
好消息是，目前在抗量子密碼領域已有諸多令人振奮的進展，當中最值得關注的是基於格的密碼學進展。基於格的密碼方案不論對傳統計算系統還是量子計算系統都難以破解。此外，這種基於格的技術路徑通用性極強，是各類應用場景的理想候選方案。
美國國家標準與技術研究院（NIST）、美國國家安全局（NSA）以及美國網絡安全和基礎設施安全局（CISA）都深度參與了這項工作。外界認為，NIST的突破性進展推動了「現實世界量子計算的首次探索，並測試了量子信息與安全的邊界」。NIST已經選定了在抗量子加密方向的勝出算法.
認識抗量子密碼
抗量子密碼是一組專門設計的算法，可同時抵禦傳統攻擊與量子攻擊機制。在NIST主導的標準化工作推動下，這些算法將實現最高程度的互操作性，繼而實現廣泛應用。
Shor算法
如果不提及Shor算法，關於抗量子密碼的介紹就不完整。1994年，數學家Peter Shor開發出一種量子算法，可將大整數分解為質因數，其運算速度在當時看來是不可能實現的。
從密碼學角度來看，該算法的重要性在於它揭示了量子計算方法能輕易破解那些主要依賴數學問題求解難度的密碼系統。Shor算法有可能破解RSA加密，而RSA是公鑰加密領域應用最廣泛、最受依賴的算法之一。
什麼是量子就緒，它為什麼至關重要？
量子就緒用於衡量關鍵基礎設施是否已做好充分準備，以應對即將到來的量子時代預計會出現的新挑戰與新機遇。量子就緒很難定義，但僅對現有加密系統進行資產盤點就可以打下紮實的基礎。同樣重要的工作還包括：測試新型抗量子算法，與供應商密切協作以確定抗量子解決方案的落地方式。
量子就緒的重要性，很大程度上在於我們要避免在數碼安全領域採取純粹被動響應的策略。作為風險評估與緩解的關鍵環節，量子就緒承認現有基礎設施和流程在未來可能收效甚微——我們必須現在就重視量子技術發展帶來的風險，提前做好準備。
轉型需要時間
要完成向抗量子生態系統的轉型，沒有捷徑可走。行業領軍企業已經花費多年時間開發抗量子解決方案，儘管早期的突破令人期待，但要讓我們真正對量子安全水平建立信心，還有很長的路要走。這還沒算上抗量子解決方案可用之後的實際落地流程。由於轉型過程可能十分緩慢，現在就開始落實早期措施非常重要。
密碼敏捷性是就緒的核心
密碼敏捷性 隨着各機構籌備迎接量子計算時代，這一點正變得愈發重要。其核心概念是指機構能夠快速調整自身密碼系統，以應對新型威脅與技術發展，且不會對業務營運造成重大中斷。隨着量子計算不斷發展，它會對當前的基礎數碼安全實踐構成重大風險。
快速、高效更新密碼方法的能力——即密碼敏捷性——可確保機構在新密碼標準出台、合規要求迭代時，能夠無中斷地維持安全防護水平。這種戰略層面的敏捷性能幫助機構更有效地應對未來的密碼相關挑戰，搶先一步防範潛在的安全漏洞。
網絡犯罪分子如今可能已在鎖定目標數據
網絡犯罪分子可從量子計算中攫取大量利益，一旦量子攻擊成為可能，不少攻擊者早已做好準備，會第一時間充分利用這類攻擊手段。目前，最高級的威脅行為者已經清楚意識到量子計算能夠為其攻擊提供助力——部分攻擊者甚至已經在存儲信息，等待未來這類攻擊效率大幅提升的時機到來。
這種做法之所以越來越普遍，是因為攻擊者深知數碼信息通常擁有很長的生命週期。只需要耐心等待，網絡犯罪分子就能在量子破解手段可用時，立刻解密其手中已獲取的信息。
提前就緒可為試驗與協作提供空間
具備量子就緒文化的機構，更願意主動尋求並接納密碼體系的變更。這反過來會推動亟需的研究項目落地，這類項目可探索各類不僅能抵禦傳統攻擊向量，還能抵禦量子計算相關攻擊的密碼算法或技術。
一旦建立了堅實的防護基線，機構就能擁有更多自由度，持續探索新興技術方向，判斷這些方向是否真的有潛力在量子計算時代保護脆弱系統。
從協作角度來看這一點也十分重要。要真正抵禦量子相關攻擊，需要獲得廣泛的共識與投入。協作研究能讓參與各方通過交流新想法、新技術加快研發進度。隨着更多研究人員參與其中，必要資源的共享也會更加順暢，從而降低以量子為核心的試驗的准入門檻。
未能適配可能影響競爭力與創新能力
全球量子競賽早已拉開帷幕，不重視量子就緒建設的機構將很快落後。這不僅會帶來嚴重的安全問題，還因為量子就緒對業務創新有着極為重大的影響。
透過落實量子就緒相關措施，機構亦可減少應對新型威脅所需投入的時間與資源，從而將更多精力投放於開發創新的量子賦能解決方案。
預早準備可避免臨急趕工
最高效的密碼學解決方案是經過針對性開發，並整合至完整安全體系當中的；理想情況下，這類工作應在「量子末日」來臨前很早完成。相關部署最好在量子就緒路線圖的指導下推進，而路線圖應納入機構整體的風險管理框架。
如果等到最後一刻才着手部署量子相關解決方案，將難以落實這套經過周全規劃的後量子密碼（PQC）建設路線。臨急趕工應對量子風險的方式幾乎必然會雜亂無章，無法在這個全新的陌生環境中為機構提供所需的全面安全防護。此外，倉促上線的解決方案可能存在互操作性不足的問題，亦可能引發其他兼容性故障。
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在Sectigo，我們充分意識到量子計算新時代可能帶來的風險，尤其是在加密與網絡安全層面的風險。我們致力於提供前沿研究成果、就緒度建議，以及可協助機構做好準備的高級解決方案，協助用戶應對這些隱患。
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