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瑞苏盈科专栏
我与瑞苏盈科板卡的开发故事

PQC 是什么?面对"万能钥匙",你的加密防线准备好了吗?

一种新型攻击正在发生,而目标可能尚未察觉。

攻击者如今大规模截获加密数据,却并不急于破解。他们正在等待时机——当量子计算机足够成熟,当今主流的 RSA 与 ECC 加密将在数秒内失效。届时,如今截获的机密通信、金融交易与关键基础设施指令,将被逐一解密。

这种策略被称为"先窃取,后解密"(Harvest Now, Decrypt Later)。全球风险研究所《量子威胁时间线报告》指出,目前尚无已知的根本性障碍阻止大规模量子计算的实现,相关技术最早可能在 2030 年前就绪。

这意味着,向后量子密码学(Post-quantum Cryptography, PQC)的过渡已是当前必须启动的安全升级。

PQC:为量子时代重建加密信任

后量子密码学是一类量子计算机同样无法破解的加密算法。与传统 RSA 和 ECC 依赖的质因数分解及离散对数难题不同,PQC 基于全新的数学结构——包括高维格问题、编码解码难题,以及哈希函数——这些基础问题即使在量子计算模型下依然保持计算困难性。

经过八年的全球竞赛与严格评估,美国国家标准与技术研究院(NIST)已正式发布四项核心标准:

  • ML-KEM(Kyber):抗量子密钥封装机制
  • ML-DSA(Dilithium):抗量子数字签名算法
  • SLH-DSA(SPHINCS+):基于哈希的无状态签名方案
  • FN-DSA(FALCON):基于格的紧凑签名方案

算法标准已就绪。下一个关键议题是:如何在现有硬件中高效、安全地部署这些算法?

FPGA:PQC 落地的理想硬件平台

对于网络安全设备、硬件安全模块(HSM)及安全通信基础设施,PQC 的实现需要同时满足低延迟、高吞吐量与面向未来的灵活性。FPGA 的三大核心优势恰好回应了这些需求:

可重构性,保护长期投资

PQC 标准仍在持续演进。FPGA 支持重新配置以适配不同算法,无需更换硬件即可应对标准更新,帮助组织保护其硬件投资。

低功耗下的高性能运算

莱迪思 FPGA 可在瓦特级功耗预算内实现高吞吐量密码运算,适用于从边缘设备到数据中心的广泛部署场景。

安全始于芯片

若硬件根基不可信,上层加密算法将失去意义。莱迪思 FPGA 从系统上电的第一毫秒起即提供 Secure Boot 与平台固件弹性恢复(PFR),为 PQC 算法提供硬件级的可信执行环境。

Lattice Sentry™ 解决方案栈、Lattice Avant™ 中端 FPGA 平台,以及 Lattice Nexus™ 小型 FPGA 平台,均支持快速集成 NIST 标准化 PQC 算法,并符合不断提升的行业安全标准。

向后量子密码算法的过渡必然涉及复杂的系统升级。选择具备可重构能力与硬件级安全根基的 FPGA 平台,能够让这一旅程更加高效、更具前瞻性。

当量子技术时代到来时,只有将抗量子能力嵌入硅片的系统,才能真正保障敏感信息的长期安全。

那么,PQC 的四种核心算法各具备哪些技术特性?莱迪思 FPGA 又如何实现 PQC 加速?

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文章来源:莱迪思