量子計算的能力可以迅速禁用普遍部署和接受的經(jīng)典加密方案，特別是公鑰加密等非對稱加密方法。未來將受威脅的經(jīng)典算法包括橢圓曲線密碼學（ECC）和RSA。研究人員Gidney和Ekerå已經(jīng)模擬了量子計算如何在短短八小時內(nèi)打破RSA 2048。量子計算將使對PKI執(zhí)行暴力攻擊變得非常容易，PKI構成了當前大部分計算領域的支柱。
下文將介紹四個常見的抵抗量子計算威脅的方案：
量子隨機數(shù)生成（QRNG）
QRNG依賴于使用量子技術（如量子隧穿）來創(chuàng)建隨機性或熵。
偽隨機數(shù)生成器（PRNG）總是具有一些易受攻擊的確定性元素，從而影響整體安全性。雖然PRNG通過軟件進行擴展，但QRNG的固有性質(zhì)提供了更大的擴展RNG的能力。QRNG不依賴于量子計算，并且QRNG不執(zhí)行基于疊加和糾纏等量子力學原理的計算。
量子密鑰分發(fā)（QKD）
QKD是唯一一個在理論上被證明是安全的加密原語。QKD經(jīng)常被錯誤地歸類為未來的技術，實際上已經(jīng)存在了20年。
隨著技術的成熟，其應用范圍也越來越廣，QKD正被廣泛用于政府、國防和商業(yè)領域。
在國內(nèi)，QKD用于保護一個跨越近5000公里的網(wǎng)絡，連接上海、北京、合肥和濟南的四個量子城域網(wǎng)（QMAN）。該網(wǎng)絡還包括一條衛(wèi)星鏈路，連接相距超過2，500公里的兩個站點。在世界各地，國家和私人資助的計劃正在推動量子技術的界限，并鼓勵使用測試平臺來探索各種應用。
量子密鑰管理（QKM）
Agile QKM為當今的經(jīng)典加密應用和未來的PQC算法提供了處理加密密鑰的靈活性。由于不同的協(xié)議（IPSec，TLS，SSH）采用PQC算法，因此可以合理地期望延長過渡時間?？梢灶A見，隨著PQC的成熟，一些應用程序可能需要PQC和經(jīng)典加密。PQC算法也有可能隨著量子計算的成熟而改變。敏捷QKM需要彈性地處理所有算法變化，以保持數(shù)據(jù)的機密性，完整性和可用性。
PQC算法
像RSA這樣的經(jīng)典加密算法是基于分解大素數(shù)的難度。據(jù)估計，破解RSA 2048位密鑰將需要300萬億年的經(jīng)典計算時間。實際上，研究人員Gidney和Ekerå已經(jīng)模擬了量子計算在短短八小時內(nèi)打破RSA 2048。盡管對經(jīng)典加密的威脅仍然是理論上的，但在2015年，NSA和NIST的密碼學家開始主動關注PQC算法，這些算法旨在抵抗量子攻擊，并且可以取代現(xiàn)有的算法。預計將于2024年獲得批準。
