叠加学堂superposition

后量子密码:不等量子计算机来

换算法比换硬件快得多

实战7 分钟第 69 / 80 节更新于 2026-10-18

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 21282^{128} 降到 2642^{64} 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。

本节自测 · 3 题
未作答
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?
02NIST 在 2024 年发布的三份标准,分别对应什么?
03下面哪一类数据最需要优先考虑后量子迁移?