当今世界依赖于许多保护措施，即使你没有注意到这一点。人们日常接触的一切事物，从手机和智能技术到网站，从支付交易到城市基础设施，都受到具有保障措施和检查的基础技术的保护。量子计算机能够迅速而轻松地破解这些安全措施，这是政府和监管机构多年来一直采取行动准备新的量子安全算法的关键原因，旨在更新这些安全措施以保持持续的防护能力。美国国家标准与技术研究所(NIST)最近宣布了首批支持向量子安全密码学未来过渡的标准草案。这些新的密码算法将成为未来组织必须遵守的法规的一部分，以便符合FIPS标准并实现量子安全。以下是该公告中的3个关键要点：
1)算法
候选算法通常以其提交者选择的名称而闻名，NIST将为其分配监管名称，具体如下：
a) 密钥封装机制(KEM)：CRYSTALS-KYBER变为 --> FIPS 203基于格模块化的密钥封装机制标准(ML-KEM)
b) 签名算法：CRYSTALS-DILITHIUM变为 --> FIPS 204基于格模块化的数字签名标准(ML-DSA)
c) 签名算法：SPHINCS+变为 --> FIPS 205无状态基于哈希数字签名标准(SLH-DSA)
目前，公告仅包含3个候选算法，并承诺在不久的将来会纳入第四个数字签名算法。
当前的草案标准对提交的算法进行了调整，并对各种参数进行了固定或限制，这意味着基于最初提交的参考算法的任何实践将与新标准不兼容，这符合NIST的一贯做法。90天的公众意见征询期可能会导致进一步的调整。意见征询期截止日期为2023年11月22日，若按此时间表进行，我们可能最早会在2024年上半年看到正式化的标准出台。
2)立即采取行动的必要性
NIST强调，组织应立即采取行动应对量子计算攻击。随着科技巨头竞相研发量子计算机，以及在私人和公共层面巨额资金的投入，商业上可行的量子计算机的出现似乎指日可待。虽然短期内这类计算机可能不会用于典型的使用场景，但它们被网络威胁攻击者利用的能力同样是切实存在的。
许多网络威胁攻击者已经开始窃取和收集数据，等待拥有足够强大计算能力的量子计算机来破解当前加密算法以解密。对于保密期较长的数据尤其如此，这种策略被称为“先收割后解密”。鉴于此，包括NIST在内的监管机构正在尽快制定经过验证的标准，以抵消这种威胁。
面对量子计算机的挑战，“最好的防御就是积极的进攻”这一原则同样适用。NIST正在逐步帮助组织为后量子计算时代做好准备，通过正式化一套加密和数字签名算法来对抗量子计算机攻击。虽然目前尚无法确切知道何时会出现足以发动攻击的商用后量子计算机，但现在就着手准备是非常明智的，因为一旦那一天到来，几乎不会有时间作出反应。
组织需要立即针对尚未显现的威胁采取行动的最重要原因是，大多数数据中心无法轻易地改变其加密方式。多个政府和监管机构建议组织立即清点其加密资产，并评估自身的后量子计算风险。目标在于了解自身弱点，并填补网络安全部署中关于对称密钥长度或非对称加密算法的漏洞。需要注意的是，完成所有这些工作需要相当长的时间。
3)密码敏捷性的重要性
NIST还明确强调了具备密码敏捷性的关键性。将密钥和加密技术组织在集中位置有助于简化和组织数据中心的管理，并确保具备密码敏捷性的能力。密码敏捷性是一种越来越流行的策略，有助于数据中心和组织做好准备，以应对可能需要发生的任何变化。这种变化可能是为了应对量子计算机的威胁，或者可能完全是其他原因。密码敏捷性的核心在于具备灵活、适应性强，且没有固有过时性的能力。
NIST提出的算法已经公开多年。通过构建一个密码敏捷系统，组织可以轻松地提前实验和测试这些新算法，远在最终发布或更新合规要求之前。对于已经在网络中构建了可编程元素的组织来说，用新批准的NIST算法替换传统算法将非常简单。准备充分的组织在从传统算法过渡到新一代密码算法时，几乎不会受到任何影响。
在更换加密算法时需要考虑的许多因素，包括互操作性、性能、内存限制和可用性。尽早开始测试受影响的使用案例是确保不留任何安全漏洞的重要因素。此外，了解和解决您的安全数据使用案例也很重要，包括静态数据、使用中的数据和移动中的数据。
泰雷兹公司提供了支持所有NIST提议算法的数据安全解决方案。我们已开发出多种原型产品，让用户现在就可以开始测试流程，而不是等到商用量子计算机出现的“零日事件”才开始行动。谨慎和前瞻性地从现在就开始准备工作，包括添加可编程密码学元素，而不是等到不可避免的出台要求采用新算法的法规，通过仔细规划，可以变得更简单、更经济高效。
泰雷兹长期以来一直倡导密码敏捷性，并努力确保我们的所有产品都融入了密码敏捷性。无论您是在寻找数据传输还是静态数据中的量子安全解决方案，泰雷兹都能提供帮助。
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