战略解码：后量子密码学时代即将到来，到2029年多数传统密码算法将不再安全！（附下载）

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来源：Gartner 2025年十大战略技术趋势

什么是后量子密码学？

后量子密码学（Post-Quantum Cryptography，简称PQC）是指一类旨在抵御量子计算机攻击的传统密码算法。随着量子计算技术的发展，尤其是量子计算机的逐步成熟，传统的公钥密码系统（如RSA和椭圆曲线密码）可能因量子算法（例如Shor算法）而变得不安全。因此，后量子密码学研究新的加密方法，这些方法即使在量子计算机时代也能保证安全。

后量子密码学加密敏捷性部署时间表 --来源：Gartner

后量子密码学主要包括以下几种主要方向：

格基密码学：基于格（lattice）理论设计的密码系统。这类系统通常具有抗量子攻击的能力，并且在密钥管理和加密效率方面表现出色。例如NTRU加密就是一种著名的格基密码方案。

代码基密码学：利用纠错码（error-correcting codes）来构建密码系统。这类密码系统往往基于特定的编码理论，如多变量多项式方程组的解空间。

多变量二次方程系统：这种方案依赖于求解多变量二次方程系统的困难性。虽然这类方案目前还存在一些挑战，但它们提供了对量子攻击的潜在抵抗力。

散列基密码学：利用哈希函数的性质来构建数字签名方案。这类方案依赖于哈希函数的安全性，例如基于哈希的签名方案。

基于同态加密：允许直接在密文上执行操作而不需解密，这使得数据处理更加安全。

后量子密码学的研究和标准化工作正在国际上广泛开展。例如，美国国家标准与技术研究院（NIST）正在进行后量子密码标准的筛选过程，有望在未来几年内推出一套或几套正式的后量子密码标准。这将有助于保护未来的通信和数据安全，避免量子计算机带来的潜在威胁。

回顾SHA-1向SHA-2迁移的故事

此案例主要是为了说明密码迁移是一个复杂且耗时的事情，需要提前准备。

SHA-1：由美国国家安全局（NSA）设计，并由美国国家标准与技术研究院（NIST）发布的一个密码散列函数。由于SHA-1的安全性存在严重漏洞，多个机构和组织开始逐步弃用SHA-1并转向使用SHA-2系列算法。

SHA-2：是一组更安全的散列函数，包括SHA-256、SHA-512等多种变体。这些算法在安全性上比SHA-1更强，因此被广泛推荐作为替代方案。

在密码学历史中，大概在2010年～2019年之间，才完成了SHA-1向SHA-2的迁移过程，且2019年是大多数主要服务和平台完成这一迁移的时间点。

关于从SHA-1向SHA-2迁移的关键时间点：

2005年：美国国家标准与技术研究院（NIST）的密码学家宣布SHA-1算法存在严重的安全漏洞，建议转向SHA-2系列算法。
2010年左右：许多大型科技公司和组织开始逐步弃用SHA-1，并鼓励使用SHA-2系列算法。例如，微软、Google、Mozilla等公司在其产品和服务中逐步移除了对SHA-1的支持。
2017年：Google成功实现了对SHA-1的碰撞攻击，进一步证实了SHA-1的安全性问题。这一事件加速了对SHA-1的弃用进程。
2018年：许多主要的浏览器厂商和证书颁发机构（CA）宣布将在2019年底之前完全停止支持SHA-1证书。
2019年：许多主要的在线服务提供商正式停止了对SHA-1的支持。例如，Google Chrome、Mozilla Firefox、Microsoft Edge等主流浏览器在2019年停止支持SHA-1证书。