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您的网络是否已为后量子密码学做好准备?

发布日期:2026-09-28  浏览次数:

您的网络是否已为后量子密码学做好准备?(图1)

为迎接后量子时代,企业网络的升级改造不仅仅是简单地用一种加密算法替换另一种。它可能需要企业改造其硬件生态系统,以支持后量子密码学的处理能力、内存或协议要求。


但这并不意味着首席信息官和首席信息安全官应该把所有的路由器、防火墙和设备都收集起来,扔进回收箱。


“大多数情况下,这只是一个软件补丁,或者说是配置更新,”软件定义网络公司ZeroTier的首席执行官Andrew Gault说道。“但你必须知道哪些部分需要更新。”


首先,首席信息官们需要绘制出加密技术在其网络中的运行位置,并在决定升级哪些内容之前测试应用程序和基础设施的性能。


“我并不是说这会影响到所有硬件设备,”爱尔兰银行安全与韧性卓越中心负责人弗朗西斯·戈尔曼说,“所以才需要测试能力和测试方法。”


Forrester 分析师 Jitin Shabadu 表示,对于拥有敏感数据、可能容易受到“先收集后解密”攻击或拥有大量个人身份信息的企业而言,实现后量子飞跃的压力越来越大。


谷歌在3月份设定了2029年的迁移目标,不到两周后,Cloudflare也采用了同样的目标。Gault表示,大型企业项目可能需要一年的预算周期,然后是两到三年的实施项目。


“这两条时间线对不上,”他说。


绘制整个服务路径

首要挑战在于确定加密技术在业务服务路径中的应用位置。面向互联网的连接在到达数据库之前,可能需要经过应用程序、身份验证服务、代理、防火墙、交换机和路由器,而硬件安全模块可能在该路径上的某些节点提供加密服务。


戈尔曼说,各组织需要具备“自上而下、自下而上地绘制服务线图”的能力。“在绘制这些图的过程中,你就会开始弄清楚在这个技术流程中所有嵌入了加密技术的领域。”


这也有助于发现共享的基础设施。他表示,这种重叠往往出现在网络堆栈中,多个关键服务的流量会经过相同的路由器、防火墙和交换机。这些组件可能成为瓶颈,因此需要优先进行迁移。


沙巴杜表示,大多数企业并不全面了解自身的网络和加密生态系统。他说,即使是大型银行,在被问及使用哪些加密算法时,也只能提供一份准确但并不完整的清单。


他说:“你无法保护你看不见的东西,也无法补救它。”


高尔特表示,企业还可能面临这样的风险:只保护了最显眼的连接,却忽略了内部流量。例如,浏览器可能与网络服务器建立了量子安全连接,但网络服务器与数据库之间的连接仍然脆弱。“你们没有进行全面盘点,所以没有从整体上考虑所有问题,”他说道。


许多早期的 PQC 实现依赖于 TLS 1.3,但企业可能仍然有一些应用程序、设备和客户依赖于 TLS 1.2。“从 TLS 1.2 升级到 1.3 比大多数人想象的要困难得多,”Shabadu 说。


Gorman表示,与其立即禁用旧连接,组织可以先在其外部边界采用混合配置,支持TLS 1.3,同时允许回退到TLS 1.2。“首先,这不会破坏任何东西;其次,他们可以开始确定哪些设备在协商过程中使用TLS 1.3,哪些设备回退到TLS 1.2,”他说。


这些数据可以识别使用旧设备或不兼容软件的客户,以便首席信息官们规划通知和切换日期。而且,边界防护工作成本相对较低。戈尔曼称之为“唾手可得的成果”,它“可以让你进行一次有效的测试,并赢得高管的信任”。


生产条件下的测试能力

PQC 算法引入了更大的交换量和对网络及基础设施的额外计算需求,这可能会在以后造成性能问题。


Gorman 表示,在共享基础设施上升级加密技术可能意味着“字节大小增加 30 倍”,而且这种影响会在并发会话中不断累积。


他说:“有些额外开销只有 2.3 KB,但 2.3KB 乘以 X 个流量”就相当可观了。“如果我同时收到 1000、5000 甚至 10000 个客户来电,并发连接数会成为问题吗?这会不会造成瓶颈?”


优化后的应用程序也可能带来问题。“如果你改动大脑后部某个体积稍大、计算量稍大的部件,那么你期望的其他所有功能都能流畅运行,但这会对它们造成什么影响呢?”戈尔曼说道。


戈尔曼表示,企业需要专门的测试环境来检验大规模加密交换是否会导致瓶颈或影响应用程序的运行速度。这些测试应该测量峰值并发连接数、握手延迟、CPU 和内存使用率、应用程序响应时间以及与旧版客户端的兼容性,并且测试范围应涵盖完整的服务路径,而非仅限于孤立的设备。


决定修补、保护或更换哪些部件

并非所有问题都需要更换新机器。对于容量充足且厂商支持到位的系统,可能只需进行配置更改或软件更新,即可针对后量子时代进行优化。


高尔特表示,他建议各组织尽可能采用软件定义的方法。“频繁更换芯片和硬件显然成本要高得多,”他说。


Shabadu 表示,无法更新的遗留系统可以位于反向代理之后,从而在资产之间创建一个抗量子攻击的通道。


高尔特表示,技术团队还应该考虑在老旧的、物理上安全的系统前面部署一台现代路由器,这样就能保护流量直至到达旧式终端。“你可以再推迟几年升级该系统,”他说。


如果测试表明硬件必须更换,戈尔曼建议尽可能将更换工作与更新周期结合起来。他表示,一些机构可能会将升级推迟到2028年或2029年,因为“已经为技术更新预留了预算”。


戈尔曼表示,他“还没有看到端到端架构发生巨大的转变”,但他预计这种情况将在 2027 年末和 2028 年发生改变,“并大力推动到 2030 年”。


“未来三年内,你企业内部的所有业务都不可能完全免受量子安全影响,”沙巴杜说。“从支撑核心业务的那些核心业务入手,逐步扩展,会有所帮助。”


戈尔曼首先提出了他所谓的“赚钱问题”,他问道:哪些系统产生的收入最多?哪些系统保存的数据必须保密 10 年或 20 年?


一旦团队确定了支撑收入和长期存储敏感数据的服务,他们就可以确定哪些共享路由器、防火墙、代理和身份验证系统需要尽早进行测试或更换。最终的方案应该先修补可以修补的部分,隔离必须保留的部分,并且只更换那些未能通过兼容性或容量测试的基础设施。


戈尔曼说:“要根据自身能力来评估问题的大小。不要试图在第一天就解决所有问题。”


支持PQC算法的Luna HSM

Thales Luna HSM 提供量子就绪硬件安全能力,内置 NIST 标准化 PQC 算法,可抵御 “先收集后解密” 量子威胁,助力企业平稳完成后量子密码迁移。


Luna 7 在 7.9 及以上固件版本原生支持 ML‑KEM、ML‑DSA 等 PQC 算法,兼容混合密码模式,适配本地、多云混合架构,满足 FIPS 140‑2/3  Level 3 合规,适合存量业务迭代升级,保护 PKI、代码签名、数据库加密场景。


新一代 Luna 8 进一步优化 PQC 运算性能,硬件层加速后量子密码运算,兼顾传统密码与 PQC 高吞吐需求,具备更强密码敏捷性,面向新建业务与大规模 PQC 生产部署,为密钥全生命周期提供高可信硬件根信任,适配未来量子安全长期演进。


揽阁信息是Thales的重要合作伙伴,长期为客户提供Luna HSM产品、技术支持和定制化解决方案,欢迎联系我们获取更多信息。


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