后量子密碼（PQC）是在量子計(jì)算機(jī)的威脅下，為了確保密碼系統(tǒng)的安全性而發(fā)展起來的一種新型密碼技術(shù)。它設(shè)計(jì)的目標(biāo)是抵御量子計(jì)算機(jī)對現(xiàn)有密碼體系的攻擊，確保在量子時代信息傳輸和存儲的安全性。目前，PQC算法的征集與標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程正在全球范圍內(nèi)加速推進(jìn)。
近期，全球PQC領(lǐng)域接連爆出重磅消息，多個被寄予厚望的標(biāo)準(zhǔn)化算法相繼被攻破，既有國際標(biāo)準(zhǔn)算法的理論漏洞，也有實(shí)際落地中的安全短板。這一系列事件釋放出一個強(qiáng)烈信號：
PQC自身的安全挑戰(zhàn)，可能比量子計(jì)算來得更早、更復(fù)雜。
本期主要內(nèi)容：
顆秒！馬來西亞官方PQC算法被“1秒攻破”
背刺！NIST PQC算法面臨側(cè)信道威脅
貼臉開大！NIST另一PQC算法遭遇“設(shè)計(jì)者本人”挑戰(zhàn)
重磅消息1：馬來西亞首個標(biāo)準(zhǔn)化抗量子密碼算法被“秒破”
2025年下半年，馬來西亞網(wǎng)絡(luò)安全（885459）機(jī)構(gòu)主導(dǎo)的MySEAL 2.0密碼標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃正式宣布KAZ系列為唯一入選的抗量子密碼算法套件，包含KAZ-KA、KAZ-KEM等四款算法，一度被視為區(qū)域PQC標(biāo)準(zhǔn)化的重要成果。
近日，中電信量子集團(tuán)PQC研究團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)郁昱教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，從根本上否定了KAZ系列算法的安全性。相關(guān)研究成果已發(fā)布于國際密碼學(xué)會預(yù)印本平臺，為PQC算法安全評估提供了重要實(shí)踐參考。
團(tuán)隊(duì)通過技術(shù)剖析發(fā)現(xiàn)，KAZ系列中的三款算法采用的primorial模數(shù)設(shè)計(jì)（連續(xù)小素?cái)?shù)乘積作為群模數(shù)）雖能簡化計(jì)算，卻導(dǎo)致群階極度平滑，大幅削弱了離散對數(shù)問題的困難性?；谶@一結(jié)構(gòu)缺陷，團(tuán)隊(duì)提出了針對KAZ-KA與KAZ-KEM的密鑰恢復(fù)攻擊：僅需公鑰，即可在多個小素?cái)?shù)模下分別求解離散對數(shù)，再通過中國剩余定理合成完整私鑰。實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人震驚：在128位、192位、256位三種安全級別下，這種攻擊在普通筆記本電腦上1秒內(nèi)就能完成。
團(tuán)隊(duì)建議：PQC算法設(shè)計(jì)應(yīng)建立在經(jīng)過廣泛研究和長期實(shí)踐檢驗(yàn)的計(jì)算困難問題上，通過形式化的安全歸約，筑牢安全基礎(chǔ)。
重磅消息2：NIST標(biāo)準(zhǔn)PQC算法實(shí)現(xiàn)被側(cè)信道“攻破”
近日，中電信量子集團(tuán)PQC團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海交通大學(xué)郁昱教授團(tuán)隊(duì)、山東大學(xué)王偉嘉教授，針對NIST后量子密碼標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目中的第五個入選算法HQC（基于編碼的后量子密鑰封裝機(jī)制），首次實(shí)現(xiàn)DPA（差分功耗分析）式攻擊。相關(guān)論文已發(fā)表于國際密碼協(xié)會（IACR）旗下頂級學(xué)術(shù)期刊TCHES。
團(tuán)隊(duì)聚焦HQC算法的解封裝（Decapsulation）過程，設(shè)計(jì)了一種巧妙的“局部投影”（Toeplitz based Local Projections）方法，成功地將原本復(fù)雜的循環(huán)卷積問題，分解為一系列可以獨(dú)立、并行DPA攻擊的“塊狀”問題，極大地提高了攻擊的效率和可行性。團(tuán)隊(duì)在STM32F4微處理器上對上述攻擊方法進(jìn)行了攻擊驗(yàn)證，結(jié)果令人矚目：非建模攻擊僅需45條功耗跡線即可恢復(fù)秘密密鑰，建模攻擊所需跡線更是減少到10條。更具突破性的是，團(tuán)隊(duì)首次通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了對HQC布爾掩碼（Boolean Masking）實(shí)現(xiàn)的攻擊，從實(shí)踐上證實(shí)了，面對強(qiáng)大的DPA攻擊，標(biāo)準(zhǔn)的一階掩碼防護(hù)對于HQC安全性保障并不充分。
這一成果警示我們，即使PQC算法在理論層面可證明安全，但當(dāng)算法在芯片、設(shè)備中落地并投入實(shí)際運(yùn)行后，密碼運(yùn)算過程中易泄露功耗波動、電磁輻射等物理信號，這些信號可能被攻擊者捕捉分析進(jìn)而破解密鑰，成為PQC技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重要安全隱患。安全芯片對PQC算法實(shí)現(xiàn)的DPA防護(hù)，將成為一段時期內(nèi)密碼行業(yè)的重要課題。
重磅消息3：NIST標(biāo)準(zhǔn)PQC算法遭遇“設(shè)計(jì)者本人”挑戰(zhàn)
近日，西交利物浦大學(xué)丁津泰教授團(tuán)隊(duì)成功破解了目前已知最高難度的后量子密碼挑戰(zhàn)實(shí)例——Kyber-256-k1，刷新了對 ML-KEM 實(shí)際安全強(qiáng)度的認(rèn)知。據(jù)悉，該成果也是國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃相關(guān)專項(xiàng)的重要組成部分，為全球PQC標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)修正提供了關(guān)鍵依據(jù)。
Kyber是一種基于格密碼的后量子密鑰封裝機(jī)制（KEM），已被NIST納入 FIPS 203 標(biāo)準(zhǔn)，并命名為ML-KEM。Kyber-256-k1是密碼學(xué)界為測試 ML-KEM 核心數(shù)學(xué)難題（MLWE）的實(shí)際安全強(qiáng)度設(shè)計(jì)的Bochum Kyber 挑戰(zhàn)中的最高難度實(shí)例。值得一提的是，丁津泰教授正是Kyber算法的設(shè)計(jì)者之一。
團(tuán)隊(duì)對底層算法做出了顛覆性的優(yōu)化，將先進(jìn)的BGI篩選算法框架與現(xiàn)代處理器的 AMX（高級矩陣擴(kuò)展） 和 GPU（圖形處理器） 架構(gòu)深度融合，通過極度精密的指令集調(diào)度和內(nèi)存流控制，打破了傳統(tǒng)高維計(jì)算中的“內(nèi)存墻”，讓每一張顯卡的計(jì)算潛能被壓榨到了極限。這一算法層面的深度優(yōu)化，極大地提升了矩陣運(yùn)算和向量檢索的效率，實(shí)現(xiàn)了對算力壁壘的“降維打擊”。整個破譯過程在一臺配置了16張 RTX 4090 顯卡的機(jī)器上完成，總耗時約折合 15 個 RTX 4090 GPU 月。
這一研究成果釋放了極其強(qiáng)烈的信號：理論估算可能會高估算法的實(shí)際安全強(qiáng)度。當(dāng)頂級的算法優(yōu)化與現(xiàn)代 GPU 架構(gòu)相結(jié)合時，所謂的“算力門檻”將被大幅削減。團(tuán)隊(duì)建議，在推進(jìn) PQC遷移時，絕不能盲目迷信單一的理論標(biāo)準(zhǔn)，必須構(gòu)建緊密跟蹤前沿的實(shí)測攻擊數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建更加務(wù)實(shí)、堅(jiān)固的下一代密碼技術(shù)。
總結(jié)：PQC發(fā)展，在“攻防博弈”中走向成熟
量子計(jì)算的時代尚未到來，但PQC的"壓力測試"已經(jīng)提前開始。唯有直面這些挑戰(zhàn)，才能構(gòu)建真正經(jīng)得起未來考驗(yàn)的密碼基礎(chǔ)設(shè)施。近期這三大突破，看似是PQC安全防線的“挫敗”，實(shí)則是推動行業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵契機(jī)——每一次攻破，都是在暴露問題、完善防護(hù)，讓下一代密碼技術(shù)更加堅(jiān)固。
目前，我國新一代商用密碼算法全球征集活動（NGCC）正在進(jìn)行，將綜合考慮算法安全性、算法性能、算法創(chuàng)新性等技術(shù)特點(diǎn)以及知識產(chǎn)權(quán)等可能影響算法推廣應(yīng)用的因素，經(jīng)多輪評估，遴選出優(yōu)勝算法并開展標(biāo)準(zhǔn)化工（850102）作。
密碼技術(shù)是飛天誠信（300386）核心競爭力的重要組成部分。飛天誠信（300386）是全國網(wǎng)絡(luò)安全（885459）標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會密碼技術(shù)工作組成員、密碼行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會工作組成員、中國密碼學(xué)會密碼測評專業(yè)委員會委員，主持和參與制定多項(xiàng)密碼相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。面對后量子密碼的新挑戰(zhàn)，飛天誠信（300386）將持續(xù)深化以密碼技術(shù)為核心的“云-端-芯”自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)體系，積極參與自主密碼標(biāo)準(zhǔn)化工（850102）作，為自主可控的密碼標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用體系貢獻(xiàn)力量。
密碼安全，國之重器。在量子時代的黎明前夜，我們既要保持戰(zhàn)略緊迫感，積極推進(jìn)PQC技術(shù)儲備與產(chǎn)業(yè)落地；更要堅(jiān)守安全底線，以"實(shí)測安全"取代"紙面安全"，以"攻防博弈"錘煉"銅墻鐵壁"。飛天誠信（300386）愿與業(yè)界同仁一道，以"實(shí)測安全"的務(wù)實(shí)態(tài)度、"銅墻鐵壁"的技術(shù)追求，共同守護(hù)數(shù)字中國的安全未來。
