2023年抗量子密码领域十大事件

1、QuSecure开创太空实时卫星量子弹性加密通信链路

3月，量子安全供应商QuSecure声称已经完成了首个已知的实时、端到端量子弹性加密通信卫星太空链路。该公司表示，这标志着美国卫星数据传输首次使用抗量子加密，可免受经典和量子解密攻击。QuSecure的太空和空地量子安全通信是与系统集成商和安全提供商（GSI）合作，通过星链卫星进行。晚些时候，QuSecure宣布与埃森哲合作，成功完成了首次由抗量子加密保护的多轨道数据通信测试。QuSecure表示，这表明成功转向抗量子加密算法并实现加密敏捷性是真实且可能的。此前，来自多轨道（包括低轨道和同步轨道）卫星的数据可以通过经典方法和或强大的量子计算机来收集和破解。

2、NIST发布抗量子加密标准草案

8月，美国国家标准与技术研究院(NIST)发布了抗量子加密标准草案，希望将其打造成后量子加密的全球框架。这些标准基于NIST经过七年流程筛选出来的抗量子加密算法。NIST选择的公钥封装机制是CRYSTALS-KYBER，以及三种数字签名方案：CRYSTALS-Dilithium、FALCON和SPHINCS+。NIST表示，这些算法的目的是在可预见的未来，包括在量子计算机出现之后，能够保护敏感的美国政府信息，并将其纳入三个FIPS：FIPS 203、FIPS 204和FIPS 205。

3、谷歌推出首个抗量子硬件密钥

8月，谷歌宣布推出首个开源的抗量子（量子弹性）FIDO2安全密钥，该产品是谷歌OpenSK安全密钥计划的一部分。抗量子硬件密钥的问世是网络安全业界推广和普及抗量子加密算法的一次重大突破。谷歌研究人员Elie Bursztein和Fabian Kaczmarczyck表示，该密钥的开源硬件优化实现使用了一种新颖的ECC/Dilithium混合签名模式，该模式受益于ECC面对常规攻击的安全性以及Dilithium抵御量子攻击的弹性。OpenSK是用Rust编写的安全密钥的开源实现，支持FIDO U2F和FIDO2标准。与Chrome的混合机制（X25519和Kyber-768的组合）类似，谷歌提出的FIDO2安全密钥实现是椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）和最近标准化的抗量子签名算法Dilithium的混合。

4、美国国防部将后量子密码视为“关键任务”

12月，美国政府问责局发布报告指出，在量子技术方面处于领先地位的国家可以在密码学、传感和计算等领域获得竞争优势。国防部官员阐述了该机构在容错量子计算机预期出现之前对其加密基础设施进行现代化改造的计划，并讨论了常见的政策目标，例如私营部门合作和支持进入 2024 年的作战人员行动。部门范围内持续投资于经典计算硬件和软件的转型对于未来数月乃至数年的成功迁移至关重要。海军和空军的办公室正在寻求保护系统并利用量子信息科学和计算的优势。海军正在准备和强化针对量子计算机的网络，同时寻求利用新兴技术的潜在优势。空军将部门的加密方式从经典加密方案更新为配备后量子加密标准的网络，以确保其网络安全防御能够应对新出现的威胁。海军和空军的量子信息研究和应用的成功部分取决于其他政府机构和私营部门公司之间的合作伙伴关系。

5、后量子加密：全球首个“星到云”的安全解决方案

1月，法国卫星公司Unseenlabs使用卫星跟踪船只动向，并与量子加密开发商Secure-IC合作开发新协议，已成为世界上首家提供“星到云”端到端后量子加密的公司。Unseenlabs正是首家通过自身网络实现这一点的卫星机队运营商。目前尚不清楚Unseenlabs在其七颗卫星上部署了哪些算法，但这些卫星是安全集成平台的一部分，类似于物联网设备和大型公司管理的设备集群所用的平台。该公司将在今年早些时候发射的一对卫星bro-6和bro-7上提供此服务。这个名为bro-pqc的新项目将见证该平台部署在现有七个航天器和所有未来发射的卫星上，并集成当前密码解决方案和后量子密码解决方案。该公司声称这样能保其认证制胜未来。新项目增强了验证卫星所发信息和使用后量子密码保护数据的能力。

6、PQShield支持抗量子加密迁移、高级侧通道安全实施

5月，抗量子加密标准公司PQShield与IT服务咨询和业务解决方案提供商Tata Consultancy Services(TCS)签署了谅解备忘录，帮助其客户过渡到量子安全解决方案。它还宣布与侧通道分析和测试工具提供商eShard合作，进一步加速抗量子加密的高级侧通道安全实施，这对于跨行业的高安全标准至关重。PQShield首席执行官兼创始人Ali El Kaafarani表示：“鉴于大型组织的加密基础设施规模庞大且高度依赖安全通信，量子计算机对大型组织构成了特殊的威胁。随着越来越多的企业意识到问题的紧迫性并寻求解决方案，我们看到商业格局发生了重大转变。”

7、日本首台国产量子计算机启动云端使用

日本信息通信研究机构（NICT） 3月官网发布消息称，首台日本产超导量子计算机对外公开，并推出了“量子计算云服务”。以日本理化学研究所为首的联合研究小组于3月27日在云端开放量子计算机，供外部研究人员使用。该研究成果将有助于扩大日本量子计算平台的应用。此次，联合研究小组研制出日本首台采用超导方式的日本产量子计算机，迈出了利用量子计算机搭建量子计算平台的一步；联合研究小组还启动了外部通过互联网可以使用该计算机的云服务。目前，用户可以通过与日本理化学研究所的联合研究协议办理使用手续。此次的“量子计算云服务”，是通过日本的研究机构（包括大学在内）与企业的合作实现的。NICT称，该服务不仅有望在研发阶段培养参与日本量子信息研究的人力资源，而且还将促进发展以信息技术领域为基干的日本产业。

8、美国白宫宣布设立“两大量子技术中心”，十年成为全球领导者

10月，白宫为了保持美国的量子优势，特指定科罗拉多州设立Elevate Quantum Colorado (CO) 技术中心，芝加哥量子交易所设立The Bloch Tech Hub 技术中心 。两个量子技术中心地区，即将成为美国的“量子硅谷”。Elevate Quantum Colorado量子技术中心位于科罗拉多州，由 Elevate Quantum 领导，旨在巩固该地区在量子信息技术 (QIT) 方面的全球领导地位，以提高基础设施弹性并加强量子硬件供应链。该技术中心将利用区域专业知识和资产，包括领先的国家实验室，通过建立区域研究界和私营部门之间的现有关系，释放证明量子产品并将其推向市场所需的变革性技术，从而刺激行业增长。The Bloch Tech Hub 量子技术中心位于伊利诺伊州，由芝加哥量子交易所（CQE）领导，旨在引领量子计算、通信和相关解决方案。该技术中心将利用芝加哥的研究型大学、国家实验室以及金融、交通和制造领域的行业合作伙伴，增加行业使用共享量子设施和硬件的机会，以满足行业需求并创造高薪就业机会。

9、英国发布国家量子战略以指导技术标准

3月，英国政府发布了新的国家量子战略，详细介绍了领导量子经济的十年计划，强调了量子技术对英国安全的重要性。该战略认为英国将与全球相关机构合作，确保全球量子技术标准能够促进英国的繁荣和安全利益，包括加速量子技术的商业化并支持英国本土的相关行业。该战略指出：“全球范围内正在开展许多早期量子标准化活动，重点关注量子安全密码学和量子密钥分发（QKD），英国在这些领域处于领先地位。”

10、CISA、NSA、NIST发布抗量子加密迁移资源

8月，美国网络安全和基础设施安全局(CISA)、国家安全局(NSA)和NIST发布了一份关于量子能力影响的情况说明书，敦促所有组织，特别是那些支持关键基础设施的组织，通过制定自己的量子就绪路线图，开始尽早规划向抗量子加密标准的迁移。说明书概要介绍了组织向抗量子加密迁移的各项准备工作，包括：准备密码库存、与技术供应商合作以及评估其供应链对系统和资产中的量子脆弱密码的依赖。该情况说明书还为产品中使用量子脆弱加密技术的供应商提供了建议。

原文始发于微信公众号（信息安全与通信保密杂志社）：2023年抗量子密码领域十大事件