量子计算迅速发展，在量子比特技术和后量子密码学（PQC）标准方面不断取得突破，有望带来变革性益处。
然而，这确实也带来了潜在威胁。
组织必须提升密码敏捷性以应对漏洞，同时构建纵深防御框架，确保分层保护。
联合国宣布2025年为国际量子科学与技术年。随着量子比特数量增加、纠错技术改进以及云端量子平台访问能力提升，2024年量子计算取得了许多实际进展。随着发展步伐加快，各行业正在探索量子计算的应用场景，以应对超出现有先进经典计算机和人工智能能力范围的挑战，例如对复杂分子相互作用进行建模。
量子计算虽有望带来诸多益处，但其迅速发展也对全球经济所依赖的现有密码应用和基础设施构成重大威胁。
我们正站在量子革命的前沿。为了确保全球数字通信的安全、隐私和可用性，将密码基础设施迁移至量子安全框架的迫切性从未如此突出。
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密码学是不可或缺的网络安全控制手段，可保障信息、系统和通信的机密性与完整性。20世纪90年代，公钥密码学通过实现互联网上安全、保密的通信，彻底改变了我们的数字基础设施，使信息能够安全交换、数字签名得以使用，并在无需共享密钥的情况下建立对在线交易的信任。如今，我们比以往任何时候都更依赖密码学。然而，足够强大的量子计算机可能使我们大部分传统密码技术失去效用。
2024年8月13日，美国国家标准与技术研究院（NIST）宣布了三项后量子密码学（PQC）标准，旨在取代现行公钥标准。这一公告标志着迈向量子时代密码安全的重要第一步，此前各国已开展了八年的专门合作。
尽管PQC对于保障我们的数字未来至关重要，真正的挑战在于有效管理风险，并采取更稳健、更积极主动的方法，保护数据、系统和基础设施免受不断演变的各种威胁。人工智能和量子计算大幅增强了恶意行为者的能力，使维持安全密码解决方案的挑战更加严峻。要建立适用于现在和未来的韧性密码框架，必须考虑所有量子安全技术，并开发能够促进敏捷性和纵深防御原则的解决方案。
密码敏捷性意味着，当某种算法被攻破时，能够迅速切换到替代算法，同时尽可能减少干扰。由于PQC算法相对较新，密码敏捷性是量子时代韧性的关键支柱。但在发现算法被攻破并最终完成切换之前，敏捷性无法避免已经造成的损失和损害。第二个支柱是纵深防御，采用多层安全措施，以便在任何一个安全环节失效时防止灾难性后果。通过建设这种具有韧性的密码基础设施，组织能够提升安全态势，有力防范各类潜在漏洞。这一策略不仅帮助组织为量子未来做好准备，也增强其应对当前和未知挑战的防御能力。
许多政府机构和全球企业都在倡导这种多管齐下的方法。美国国家安全局（NSA）的机密信息商业解决方案计划规定，可使用预共享密钥的对称密钥解决方案替代公钥密码解决方案，或与之结合使用，尤其是在需要长期保护数据时。新加坡金融管理局向金融机构发布了一份指导意见，建议除采用PQC外，还应探索量子密钥分发（QKD）等互补的量子安全策略。摩根大通以及其他关键行业的组织也在采取这种双重补救策略。
正如18个欧盟国家的联合声明所强调的，《保障明日，从今天开始：向后量子密码学过渡》指出，“组织和政府应立即启动过渡”。NIST指出，从历史经验看，全面实施密码迁移需要10至20年。与以往的迁移相比，全球密码学家强调，向量子安全基础设施过渡是一项复杂得多的挑战。这一过渡并非只是更换算法，还需要改造密钥管理解决方案、通信协议、应用程序以及依赖或采用密码技术的系统。
量子计算赋能的网络攻击可能对企业造成生死攸关的影响，而密码漏洞的系统性特征会加剧这种风险。高级企业领导者必须共同倡导将过渡到量子安全且具有韧性的密码基础设施作为一项业务要求，并赋能网络安全、IT、创新及其他团队携手实现这一目标。这一战略转变不仅能保护组织的数据和系统，还能增强客户和利益相关方的信任与信心。随着监管标准不断演变，这也能保护组织免受违规风险。领导者通过主导这一过渡并与技术专家合作，了解组织实现量子安全的路径，就能确保企业保持安全并具备韧性。
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前沿技术与创新中心汇聚科学家、政策制定者和企业领导者，共同理解新兴技术及其对现实世界的影响。
通过促进合作与试验，该中心帮助合作伙伴将研究中的创新转化为实际应用，以应对共同的全球挑战。
鉴于密码迁移的复杂性以及量子计算的发展速度，领导者必须考虑到，他们可能无法提前获知密码系统失效。2024年4月，一篇论文发表，声称发现了格密码学中的一个漏洞。格密码学是PQC的核心算法家族之一。这一说法最终被证伪，但PQC中存在未预见弱点并有朝一日遭到利用的可能性依然存在。
因此，企业高管和安全负责人必须协作，深入探查组织韧性的全部范围，而不仅仅是采用PQC算法，并立即启动这一过程。为指导这一探索阶段，领导者应提出以下问题：
如果新的PQC算法在没有预警的情况下被攻破，会对我们的组织产生什么影响？
我们的纵深防御是否足够，以确保短期损失和业务中断仍在可承受范围内？我们是否具备其他密码能力来满足需求并保护数据？
我们是否制定了恢复策略，能够在可接受的时间内恢复全面运营？
建设具有韧性的密码基础设施，并为一个由量子计算机和先进人工智能构成的世界做好准备，是一项长期、持续的工作，需要不断重新评估。高管必须立即启动这一过渡，确保为未来挑战做好准备。通过认识到建设具有韧性且量子安全的密码基础设施是一项长期要务，组织能够保障运营安全，并在不断演变的数字环境中维护与利益相关方的信任，从而更积极地把握短期机遇。
