什么是PQC？

为什么需要PQC？

在数字化时代，数据安全已成为企业安全和个人隐私保护的关键。传统密码算法依赖于复杂的数学问题来保障数据的安全性。然而，随着量子计算的快速发展，这些传统密码算法正面临前所未有的安全威胁。

量子计算对密码体系的影响

量子计算技术利用量子叠加与纠缠特性实现并行计算，对传统密码体系构成根本性威胁。

• 非对称密码算法：安全性依赖于特定的数学难题（如大整数分解和离散对数），这些难题在经典计算机上是“计算困难”的，经典计算机破解2048位RSA需要数亿年，所以我们一直认为它们是安全的。然而1994年Peter Shor提出的量子算法Shor算法（Shor's Factoring Algorithm，肖尔分解算法），彻底打破了这一安全感。这个算法将破解大整数分解和离散对数问题的复杂度从经典计算机的指数级降低到了多项式级，从而快速破解其数学难题。
• 对称加密算法：安全性依赖于密钥空间的搜索难度。但量子计算机可以使用Grover算法以更快的速度尝试所有可能的密钥，使得对称加密的密钥搜索空间减半，相当于有效密钥长度缩短。

这意味着，一旦具备足够规模的量子计算机，原本需要数年甚至更久才能破解的密钥，可能在几天甚至数小时内被破解。

总而言之，量子计算导致对称加密安全强度减半，非对称加密安全性被打破。

现实威胁

虽然理论上量子计算机能在短时间内破解非对称密钥，但受限于当前的硬件水平，全面威胁尚未到来。然而，网络安全存在“先窃取，后解密”风险。攻击者可以提前截获并存储加密数据，待量子计算技术成熟后再行解密。这种潜伏式攻击使具有长期保密需求的数据（如金融数据）面临巨大隐患。

常见的PQC算法

PQC是运行在经典计算机上能够抵抗量子计算机攻击的公钥密码算法。其核心目标是在量子计算时代（特别是Shor算法和Grover算法普及后）维持数据机密性、完整性和身份认证能力。

目前PQC主要有五大算法类型，它们各有特点。下表用通俗的方式概括了各类算法的要点。

PQC具备可证明安全性，即其安全性可以被数学证明，只要底层数学难题无法被高效求解，算法就是安全的。但需要注意的是，“可证明安全”并不等同于“绝对安全”，证明的前提是数学难题本身不可被攻破，而历史上已有PQC算法（如Rainbow、SIKE）被攻破的先例。这说明PQC的安全性虽基于数学证明，但并非绝对不可动摇。

PQC以数学难题构筑安全防线，为量子安全迁移提供第一道保障。其最大优势是部署简便，纯软件升级、无需新硬件、无需光纤，可在现有网络基础设施上快速实施。

PQC的典型应用场景

PQC技术在SD-WAN场景中的应用

在SD-WAN EVPN场景中，CPE与RR建立DTLS隧道完成管理通道建立，实现CPE和RR之间的信息互通。该隧道用于后续在CPE之间建立SD-WAN隧道，站点间密钥协商，站点信息交换。DTLS隧道支持PQC技术，增强管理通道的安全，后续站点间密钥协商通过管理通道进行协商，增强抗量子安全。 站点间的数据通道，支持符合量子安全对称加密算法。由此形成“控制平面+数据平面”高强度加密的双重防护体系，有效防范当前密码破解和未来量子计算威胁，解决传统点对点加密配置复杂及安全性不足的问题，为金融业务提供面向后量子时代的安全传输保障。

PQC技术在SD-WAN场景中的应用

PQC技术在XSec加解密过程的应用

在实际应用中，PQC与XSec的深度融合，为金融、电力等高安全需求行业提供抗量子计算威胁的通信保障。

如图所示，以金融行业为例，银行通过SRv6技术构建总行与分支网点间的智能网络，并采用集成PQC的Xsec加密方案实现量子安全通信。该方案在BGP通信建立阶段即部署PQC算法进行密钥交换，从协议层抵御量子计算攻击；同时结合Xsec的随路加密机制，形成“控制平面PQC加固+数据平面高强度加密”的双重防护体系，有效防范密码破解和未来量子计算威胁，解决传统点对点加密配置复杂及安全性不足的问题，为金融业务提供面向后量子时代的安全传输保障。

PQC技术在XSec加解密过程的应用

PQC和QKD有什么区别？

PQC和QKD（Quantum Key Distribution，量子密钥分发）是应对量子计算威胁的两种重要技术，它们在基本概念、技术基础、安全性、功能和应用场景等方面有显著差异。