7月5日，美國國家標準與技術研究所（NIST）正式發(fā)布四種新的加密算法，用于保護聯(lián)邦政府計算機和應用系統(tǒng)應對新型量子計算的網(wǎng)絡攻擊。據(jù)了解，這四種新加密算法包括一種用于通用加密用途的算法：CRYSTALS-Kyber，以及另外三種用于數(shù)字簽名和身份驗證的算法：CRYSTALS-Dilithium、Falcon和Sphincs+，它們將在2024年之前支持NIST未來的加密標準。

NIST算法項目負責人Dustin Moody表示：“我的項目團隊一直在評估審核新的加密算法，安全性是我們進行評價的第一標準。所有進入到評審階段的算法都達到了這一基準標準，最后的取舍在于速度和易用性等方面細微但又可衡量的差異，比如密鑰大小、簽名大小、實施時需要多少內(nèi)存、參照衡量基準，以及在各平臺上實施應用的便捷性等?！?/p>

值得注意的是，本次推出的四種算法中，有三種算法：CRYSTALS-Kyber、Crystals-Dilithium和Falcon是基于格（lattice）的算法。NIST預計在后續(xù)應用中，大多數(shù)企業(yè)組織會使用Crystals-Dilithium，原因是它性能良好、文檔完備，而且更易于實施。不過，盡管Falcon算法需要相對復雜的實施過程，也無法適用于所有設備上，但它更小巧，會在使用較小數(shù)字簽名的應用場合發(fā)揮作用。

而Sphincs+不是基于格的數(shù)字簽名解決方案，這與NIST長期以來奉行的觀念相一致：它需要一種后備方案，以防將來在任何一種后量子加密方法中發(fā)現(xiàn)薄弱之處。

Moody也特別解釋了這一點：“我們需要確保自己有另一種類型算法，以防止有人發(fā)現(xiàn)格的突破機制并進行利用。因此，我們需要有一種算法是基于另一種類型的密碼規(guī)則。Sphincs+的安全分析功能非常好，盡管應用略顯復雜，但我們希望為各種可能的情況都有所準備?！?/p>

近年來，NIST及其他一些美國官方機構都在倡導“加密敏捷性”概念，即開發(fā)可變更不同算法的加密協(xié)議，同時盡可能減少對性能和可靠性的影響。有專家認為，已被NIST選用的算法證明了它們在理論上可以抵御新型量子計算攻擊，但目前并不存在真實的量子攻擊案例。雖然數(shù)學家和密碼學家已盡其所能做好了盡職調(diào)查工作，但量子計算機的出現(xiàn)就是為了解決人類無力處理的復雜計算問題，因此這些算法的可靠性和有效性尚難以被真實檢驗。

NIST官員目前已經(jīng)開始為7月5日宣布的這四種算法起草標準，預計到2024年走完標準流程。屆時，美國聯(lián)邦政府機構需要根據(jù)拜登政府在年初發(fā)布的安全備忘錄要求，為“及時而合理”地更換聯(lián)邦系統(tǒng)和設備中的公鑰算法確立時間表和行動計劃。這些計劃最終將提交給網(wǎng)絡安全和基礎設施安全局（CISA）以及國家網(wǎng)絡主任辦公室，它們將在2023年10月之前確定改變算法所需的預算和資金要求。

多位后量子密碼學專家表示，需要應用新加密標準的不僅僅是政府機構，NIST 此次推出的加密算法同樣可能會被更多數(shù)量的私營企業(yè)和國際標準組織采用。

參考鏈接

https://www.scmagazine.com/analysis/emerging-technology/nist-unveils-four-algorithms-that-will-underpin-new-quantum-proof-cryptography-standards。