你今天发出的加密流量,可能已经被存下来了。对方等的不是今天的计算机,是十年后能跑 Shor 的那一台。等它出现再换算法,已经晚了。
谁被威胁,谁只要加长钥匙
Shor 算法 打的是公钥:RSA 靠分解大整数,ECC 靠离散对数,两者都能归约到周期查找,量子机器有多项式算法。对称加密和哈希是另一回事。Grover 算法 只给平方根加速,把 128 比特密钥的暴力搜索从 2128 降到 264 量级——加长密钥就能补回来。AES-256、SHA-384 这类参数,在量子时代仍然够用。
这条区别很重要:不是「所有密码都会被量子计算机破解」,而是「依赖分解与离散对数的那一类必须换」。对付 Grover 只要把钥匙加长,代价是性能,不是安全模型的崩塌。
换数学,不换机器
后量子密码 是能在量子攻击下存活的经典算法,跑在你现在的服务器上。主流方向有三类:格上的问题(ML-KEM、ML-DSA)、哈希(SLH-DSA)、编码与多变量。
NIST 在 2024 年定下首批标准:FIPS 203 是 ML-KEM,做密钥封装;FIPS 204 是 ML-DSA,做数字签名;FIPS 205 是 SLH-DSA,用哈希做无状态签名。三个各管一段,不能互相替代。
紧迫性来自「先存后解」:今天录下的密文,等机器成熟再解。真正难的不是选算法,而是迁移——证书、协议、固件都要改,还要留混合部署的过渡期,这些留给下一节。
这和 量子密钥分发 不是一回事:QKD 要专用硬件与链路,PQC 只需要改代码。两者都不是无条件保证。
✕后量子密码是量子算法,得等量子计算机造出来才能用。
✓PQC 是经典算法,现在的浏览器和服务器就能跑;它防的是未来的量子攻击,不是用量子计算。
名字里的「后」指的是「量子之后仍然成立」,不是「要等量子计算机」。它是现在就部署的经典软件。
一句话结论Shor 威胁的是 RSA 与 ECC;对称加密只要加长密钥就能扛住 Grover。PQC 用经典算法换掉依赖分解与离散对数的难题,FIPS 203/204/205 已经把密钥封装、签名与无状态哈希签名标准化。迁移的时钟由「先存后解」拨动,不由机器哪天造出来决定。
01对称加密(比如 AES)面对量子计算机,正确的应对方式是什么?
解析 · Grover 把暴力搜索的代价从 N 降到 √N 量级,128 比特密钥相当于只剩 64 比特强度,加长到 256 比特就能补回来。格密码是给公钥体系用的,RSA 更脆弱,QKD 解决的是密钥分发而不是分组加密,所以另外三项都不对。
02NIST 在 2024 年发布的三份标准,分别对应什么?
解析 · FIPS 203 是 ML-KEM,用来协商密钥;FIPS 204 是 ML-DSA,用来签名;FIPS 205 是 SLH-DSA,用哈希构造无状态签名。三者的用途不同,不能互相替代,其余三项都把角色弄混了。
03下面哪一类数据最需要优先考虑后量子迁移?
解析 · 「先存后解」针对的是今天录下、以后解的长期机密,所以保密期越长越紧迫。公开内容没有保密需求;测试数据没有价值;AES-256 属于对称加密,Grover 只给平方根加速,加长密钥即可,不是迁移的重点。