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美国发布全球首批三项后量子加密标准

2024-09-25 美国国家标准与技术研究院(NIST)

2024813日,美国国家标准与技术研究院(NIST)发布了全球首批三项后量子加密标准,以应对量子计算机可能对现有加密技术构成的威胁。

NIST认为,随着量子计算技术的快速发展,预计未来十年内可能出现破解现有加密方案的设备,因此需要尽快过渡到新标准。

NIST宣布了四种算法作为其选择:CRYSTALS-KyberCRYSTALS-DilithiumSphincs+FALCON,这些算法在2022年进行标准化,并在2023年发布其中三种算法的标准草案,基于FALCON的第四种算法的标准草案预计将在2024年底发布。

尽管自草案发布以来,这些标准没有发生实质性变化,但NIST对算法的命名进行了更新,以在最终标准中使用更新版本。以下是更新后的命名和它们对应的联邦信息处理标准(FIPS)。

FIPS 203作为常规加密的主要标准,该标准基于CRYSTALS-Kyber算法,以较小的加密密钥和快速的操作速度而受到青睐,该算法已更名为ML-KEMModule-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism 的缩写),即基于模块格的密钥封装机制。

FIPS 204作为数字签名的主要标准,该标准基于CRYSTALS-Dilithium 算法,用于数字签名任务,以保护信息的完整性、验证签名人身份;该算法已更名为ML-DSAModule-Lattice-Based Digital Signature Standard的缩写),即基于模块格的数字签名算法。

FIPS 205同样适用于数字签名,采用Sphincs+算法,现更名为SLH-DSAStateless Hash-Based Digital Signature Standard的缩写),即基于无状态哈希的数字签名算法。该算法不需要记录之前签名的私钥,这在一定程度上简化了签名的管理和存储;另外,SPHINCS+ 具有较短的公钥和私钥尺寸,但是它的签名尺寸相对较大。因该标准基于与ML-DSA不同的数学原理,作为ML-DSA潜在漏洞的备选方案


关键词: 量子加密   标准   美国