后量子密码学

定义

后量子密码学（Post-Quantum Cryptography，PQC）研究在大规模量子计算机存在的前提下仍然安全的密码算法。Shor 算法可在多项式时间内破解 RSA、Diffie-Hellman 和椭圆曲线密码，现有公钥基础设施因此面临长期威胁。

技术路线

主要包括：格密码（基于格上最短向量等难题，如 Kyber、Dilithium）、哈希签名（如 SPHINCS+）、编码密码（如 Classic McEliece）、多变量密码和同源密码等。格密码因效率与密钥尺寸的平衡最好，成为主流。

标准化

NIST 于 2016 年启动全球征集，2024 年发布首批正式标准：ML-KEM（FIPS 203，源自 Kyber）、ML-DSA（FIPS 204，源自 Dilithium）和 SLH-DSA（FIPS 205，源自 SPHINCS+）。

迁移

由于存在"先窃存、后解密"（harvest now, decrypt later）风险，浏览器和大型服务商已开始在 TLS 中部署 X25519 与 ML-KEM 的混合密钥交换，密码基础设施的全面迁移预计持续多年。