中船七〇九研究所公開一項(xiàng)后量子密碼專利

7月23日消息（南山）據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局，中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇九研究所近日公開了一項(xiàng)后量子密碼專利，公開號：CN118337369A。

專利文本介紹，近些年來，量子技術(shù)研究取得了突破性的進(jìn)展，這意味著在不久的將來，量子計(jì)算會被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。然而量子計(jì)算的發(fā)展會對傳統(tǒng)的密碼體制帶來前所未有的沖擊，量子計(jì)算機(jī)采用量子比特代替?zhèn)鹘y(tǒng)計(jì)算機(jī)的比特位，量子比特具備0和1兩種狀態(tài)，其可以通過與空間上相互獨(dú)立的其他量子比特共享狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)高效并行計(jì)算。Shor算法和Grover算法的提出，標(biāo)志著量子計(jì)算機(jī)可以在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)攻破傳統(tǒng)的公鑰加密算法，同時(shí)分組加密算法的安全性也被大幅削弱。傳統(tǒng)的密碼算法已經(jīng)不再安全，因此亟需開展后量子密碼(Post-Quantum Cryptography)算法研究，從而保證后量子時(shí)代信息的安全。

Streamlined NTRU Prime是一種達(dá)到IND-CCA2安全級別，且采用密鑰封裝機(jī)制(Key Encapsulation Mechanism，KEM)的后量子密碼算法，Streamlined NTRU Prime算法結(jié)構(gòu)和原始NTRU算法類似，其在經(jīng)典NTRU算法基礎(chǔ)上去除了分圓環(huán)結(jié)構(gòu)以縮小攻擊面，從而達(dá)到增強(qiáng)算法抗攻擊能力、提高安全性的目的。Streamlined NTRU Prime是NTRU Prime算法族的第一個(gè)完整算法，該算法具有更小的密文和更快的封裝與解封裝速度，但其密鑰產(chǎn)生的速度較慢。算法分為兩個(gè)層次，內(nèi)層采用的是非對稱加密算法，而外層采用密鑰封裝算法。

上述現(xiàn)有后量子的密碼算法通常具有加解密速度慢、系統(tǒng)資源消耗大等缺點(diǎn)，難以滿足實(shí)時(shí)安全通信的要求。針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本申請的目的在于提供一種融合后量子密碼的加密方法和裝置、解密方法和裝置，旨在解決現(xiàn)有后量子密碼算法加解密速度慢、系統(tǒng)資源消耗大的問題。

通過本申請，融合傳統(tǒng)分組算法SM4與后量子密碼算法Streamlined NTRU Prime，采用分組密碼算法針對明文數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，利用后量子密碼算法對分組密碼算法的密鑰加密，加強(qiáng)了傳統(tǒng)分組加密的安全性，具備抵抗量子計(jì)算機(jī)攻擊的能力，從而達(dá)到提高加密性能的目的。相較于傳統(tǒng)的后量子加密方案，本發(fā)明具有加解密速度快、硬件資源消耗少等特點(diǎn)。采用硬件實(shí)現(xiàn)密碼系統(tǒng)，具有較高的并行性，能夠充分利用現(xiàn)有的硬件資源，并行完成運(yùn)算過程中可并行執(zhí)行的運(yùn)算，從而提高計(jì)算效率，在資源消耗、安全性、功耗、速度上都具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

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