為何加密敏捷性是應對量子計算的關鍵

儘管普羅大眾並未察覺，但公鑰密碼技術是所有數碼生活的底層支撐，最終保障企業能夠在自身內部網絡及更廣範圍的網絡中安全開展業務。作為密碼學基礎技術，它相當於數碼信任戳，用於驗證每分每秒存取敏感數據的海量人類身份與機器身份。

量子計算正在威脅這一密碼學基礎，以及企業建立數碼信任的能力。量子電腦利用量子物理學解決複雜問題的速度遠快於目前的傳統電腦。量子電腦可以同步執行多項運算，由此帶來的一個後果是，破解由數碼證書保護的加密檔案和通訊將變得極其容易。因此，全球必須採用新一代抗量子密碼標準，才能維持安全的數碼營運。

安全行業從業員在討論數碼證書時，常常用到「加密敏捷性」這個表述，我們需要明確其具體含義，以及它與未來量子計算威脅之間的關聯。

什麼是加密敏捷性？

加密敏捷性是密碼學敏捷性的簡稱，指企業的生態體系能夠保障自身使用的基礎密碼原語保持最新、可靠、穩健，且能為特定場景選用最適配的密碼技術。具備加密敏捷性意味著擁有快速回應變化的能力，而現代企業所處的環境變化速度極快。

對企業而言，加密敏捷性始終是一個動態目標。隨著IT管理者觀察到企業證書總量持續增長、數碼證書的平均有效期縮短至1年甚至更短，同時量子計算的落地日益臨近，加密敏捷性的重要性已經達到前所未有的高度。

量子計算與加密敏捷性的必要性

要明確抵禦未來量子威脅所需完成的密碼體系升級，首先必須了解目前的技術運作邏輯。

手機、手提電腦、伺服器這類設備的身份驗證與信任建立都依賴證書。信用卡、電子護照，以及多數人不認為屬於「數碼設備」的物品——比如用於開門禁的門卡——其核心都搭載了PKI技術。這些屬於資訊物理系統，它們通過PKI確保自身存儲的敏感資訊保密、不被竄改且真實可信。很難估算普通員工一日內會與PKI產生多少次互動，但答案一定是「非常多」。PKI存在於所有行業的工作（及個人）生活的幾乎每個場景中。

目前在用的PKI系統依賴兩類密碼算法：Rivest-Shamir-Adleman（RSA）和橢圓曲線密碼學（ECC）。遺憾的是，由於量子電腦的運作邏輯與傳統基於1/0閘的計算架構存在本質差異，這些算法在量子電腦面前極易被破解。以目前標準加密強度保護的資訊，一台算力普通的傳統電腦需要約300萬億年才能破解，而量子電腦僅需約一周時間。這種潛在影響極其嚴重，因此該場景有時被稱為「量子末日.

經過長達6年的遴選，美國國家標準與技術研究院（NIST）公佈了一套被認定可抵禦量子電腦破解的新型密碼「原語」：CRYSTALS-Kyber、CRYSTALS-Dilithium、FALCON和SPHINCS+.

目前，企業必須著手推進一項重要工作：在自身計算系統基礎設施的所有環節落地新的加密標準。新的抗量子算法預計將於2024年完成標準化，而據估算，量子電腦最早可能在2026年就能破解RSA和ECC算法。因此，必須由現在開始着手準備，以保障當前及未來數年的加密敏捷性。

下一代公開金鑰基礎設施（PKI）

在 場景下，加密敏捷性具體體現為哪些實務？量子時代準備工作企業IT負責人必須部署採用抗量子加密算法的X.509混合證書。混合證書這類證書同時承載傳統密鑰、抗量子密鑰以及對應的簽名。這類交叉簽名證書為無法同步完成升級或替換的多組件系統提供了遷移路徑，讓企業能夠以更可控的方式，更平滑地從傳統公開金鑰基礎設施（PKI）加密體系過渡到後量子加密體系（待新算法完成標準化後落地）。

可以把混合證書的使用邏輯類比成一套設有兩扇門的住宅，每扇門都配有獨立的鎖匙：如果有人為前門更換了新鎖，只有持有新鎖匙的人能從前門進入；持有舊鎖匙的人仍可從未更換鎖具的後門進入住宅。後續可以逐步為用戶更換新鎖匙，讓他們能夠透過配備新鎖的前門通行。待所有人都完成新鎖匙更換後，就可以安全地更換後門的鎖，不會造成任何人的存取中斷。這類混合證書將成為連接現有加密體系與未來數年後加密體系的最重要橋樑。

需要注意的是，這些新加密算法不能完成部署後就放任不管，必須對其進行管理；考慮到當前證書的規模，已經無法依靠人手完成這類管理工作。下一代公開金鑰基礎設施（PKI）的核心是部署具備統一管理視圖的證書生命週期管理（CLM）平台，實現對包括混合證書在內的所有數碼證書的發現、簽發、續期、治理、管控以及生命週期自動化運維。自動化證書生命週期管理（CLM）可保障公開金鑰基礎設施（PKI）的安全性，降低因證書過期導致的業務中斷與數據泄露風險。

未來的發展趨勢是密碼原語的替換速度會越來越快，同時證書有效期也會持續縮短。能夠快速響應這類變化，就具備了加密敏捷性。

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