后量子密碼,是指可以抵抗量子計算機攻擊的密碼算法。當(dāng)然,這里所述的后量子密碼系統(tǒng)也不包括一次一密這種信息論意義上安全的密碼系統(tǒng),僅
后量子密碼,是指可以抵抗量子計算機攻擊的密碼算法。當(dāng)然,這里所述的后量子密碼系統(tǒng)也不包括一次一密這種信息論意義上安全的密碼系統(tǒng),僅指計算安全的密碼系統(tǒng),即量子計算機也不能在多項式時間內(nèi)攻破的密碼系統(tǒng)。典型的后量子密碼算法主要包括:基于格的公鑰密碼體制、基于編碼(線性糾錯碼)的公鑰密碼體制、基于多變量多項式方程組的公鑰密碼體制及基于哈希函數(shù)的數(shù)字簽名等。在研究人員的認識里,這些密碼體制不僅能抗經(jīng)典計算機的攻擊,也能抗量子計算機的攻擊。此外,諸如量子公鑰密碼、DNA 密碼等也被認為是后量子密碼。
表2:后量子密碼系統(tǒng)的代表算法
這里重點介紹一下基于格的公鑰密碼體制以及基于哈希函數(shù)的數(shù)字簽名。
基于格的公鑰密碼體制格的起源很早,對它的研究可以追溯到高斯時代。在密碼學(xué)中,格最初被用來做密碼分析,即人們利用格來分析 RSA 等密碼系統(tǒng)的安全性。直到1996年,研究人員首次提出了基于格的單向函數(shù)。有了這樣一個密碼學(xué)上的基本工具,格先后被應(yīng)用到密碼學(xué)的各個領(lǐng)域,形成了基于格的密碼學(xué)?;诟竦拿艽a算法構(gòu)造十分簡單,運算高效,并具有高度的可并行性,但它的密鑰比較大。
值得一提的是,IBM 的研究員于2009年利用格構(gòu)造出了全同態(tài)密碼方案。全同態(tài)密碼方案是指這樣一個加密方案:即,在密文上進行某個函數(shù)操作并解密,其結(jié)果等同于在明文上的相同函數(shù)操作。全同態(tài)加密的概念在上世紀(jì)60年代就已經(jīng)提出,直到2009年才有了解決方案并得以發(fā)展。
基于哈希函數(shù)的數(shù)字簽名 基于哈希的數(shù)字簽名方案具有良好的特性,它僅采用密碼哈希函數(shù)等密碼學(xué)組件。此外,基于哈希的簽名方案的安全性很好理解,其定量安全等級比較清楚。同時,一些研究工作表明,許多基于哈希的簽名方案的安全證明在量子敵手面前仍然是有效的,而對于許多其它后量子簽名方案(比如基于格的簽名算法),其安全證明在量子敵手面前是否有效還未可知。值得一提的是,今年四月,IETF 通過了 RFC 8554標(biāo)準(zhǔn),將 LMS 簽名算法進行了標(biāo)準(zhǔn)化。
在量子計算日益發(fā)展的今天,我國大量科研工作者未雨綢繆,尋找諸如后量子密碼算法等應(yīng)對方法。作為一個成熟的區(qū)塊鏈團隊,本體也一直在相關(guān)前沿技術(shù)上孜孜以求,進行全面探索,縱使未來變幻莫測,我們也會擁抱變化,順勢而為。我們不愿看到祖國在任何科技之戰(zhàn)中陷入四面楚歌的境地,而我們也將會以實際行動證明,那一天永遠不會到來!