量子科技中心_量科网

近年来，量子计算技术的进步对RSA密码体系和椭圆曲线密码构成潜在安全威胁。为此，美国国家标准与技术研究院（NIST）于2024年8月颁布了多项后量子密码（PQC）联邦信息处理标准（FIPS），包括基于模块格的关键封装机制（ML-KEM）、基于模块格的数字签名算法（ML-DSA）以及无状态哈希签名算法（SLH-DSA）。尽管这些PQC算法旨在抵御量子计算攻击，但在某些特定应用场景中仍可能无法提供足够的安全性。为解决这一问题，该研究提出基于量子随机数生成器（QRNG）的PQC算法。这些算法利用量子计算生成随机数，作为密钥对生成、密钥封装和数字签名的基础技术支撑。研究提出了QRNG的通用架构，并设计了六种量子随机数生成器。每种生成器均依据NIST SP 800-90B标准规定的统计验证流程进行评估，包括熵源验证测试和独立同分布（IID）输出测试。实验结果评估了六种QRNG的计算耗时，以及基于QRNG的ML-KEM、ML-DSA和SLH-DSA算法性能，为未来PQC系统的实际部署提供了有价值的参考数据。