4、后量子密码学：应对量子计算威胁的加密方案

后量子密码学：应对量子计算威胁的加密方案

随着量子计算机并行计算能力呈指数级提升，传统加密算法面临着前所未有的挑战。Shor算法表明，量子计算机能够轻易破解现有的一些加密体系。因此，我们迫切需要探索和采用能抵御量子计算机暴力攻击的加密算法和密码系统。本文将介绍一些增强现有加密方案以及新的量子安全加密方案。

增强现有加密方案

• Diffie - Hellman（DH）

  • 原理 ：Diffie - Hellman是1976年发现的一种安全的公钥协议，用于安全的数据传输。它通过在不安全的公共信道上，利用整数模p（p为质数）的乘法群来建立和交换共享密钥，之后该共享密钥用于发送方和接收方之间安全地加密和传输数据。并且，它支持完美前向保密（PFS），即每次会话都能建立一个新的、不同的密钥，保护过去的会话免受未来会话密钥或秘密密钥泄露的影响。
  • 攻击方式 ：该协议容易受到中间人攻击，攻击者可获取消息的未授权访问权或篡改消息，破坏消息的机密性和完整性。同时，它也容易受到预计算攻击，攻击者可以对整数乘法群进行一次性计算，用于攻击同一群的后续密钥协商。

• 椭圆曲线Diffie - Hellman（ECDH）

  • 原理 ：由于整数模乘法群无法抵御量子计算机的暴力密码分析攻击，ECDH通过使用椭圆曲线公钥和私钥对来建立共享密钥，再使用对称密钥密码（如AES）