22、后量子密码学与加密计算的应用与发展

后量子密码学与加密计算的应用与发展

1. 后量子密码学的现状

随着企业为量子计算机更强大、更普及的未来做准备，格密码和其他后量子密码学已经在实际应用中出现。谷歌在其 BoringSSL 库中使用 NewHope 已有一段时间，微软的研究团队也测试了 Ring - LWE 方案。需要注意的是，只要参与者之间的网络安全，多方计算（MPC）方案也是量子安全的。

2. 全同态加密（FHE）的评估与使用

2.1 FHE 相关库

如果你正在评估 FHE 的使用场景，可以考虑 Zama 的 Concrete 库，它具有类似 NumPy 的 API。此外，还有微软的 SEAL 库和 IBM 的 HElib，它们提供了多种协议。

2.2 使用 HE 需考虑的因素

• 硬件加速 ：在生产系统中使用 HE 时，建议考虑专门设计的硬件，这将显著加速处理时间。有人尝试使用现场可编程门阵列（FPGA）优化计算，或使用专门设计的光学系统加速 FHE 搜索。
• 权衡因素 ：在便利性、性能和准确性之间可以进行权衡。一些 FHE 优化协议依赖于不总是去除过程中插入的随机性。例如，CKKS 协议允许插入一定量的随机性以绕过自举步骤。如果能接受近似答案而非精确答案，这些协议可以提供更高的速度。
• 数据和计算大小 ：数据和计算大小会影响 HE 的实现。一些优化仅在数据非常小（如 8 位和 16 位值）时有效。其他计算可以通过较小的电路执行，避免自举等昂贵步骤。这些优化对于经验丰富的 H