據(jù)國家知識產(chǎn)權局，中國船舶集團有限公司第七九研究所近日公開了一項后量子密碼專利，公開號：CN118337369A。
專利文本介紹，近些年來，量子技術研究取得了突破性的進展，這意味著在不久的將來，量子計算會被應用到各個領域。然而量子計算的發(fā)展會對傳統(tǒng)的密碼體制帶來前所未有的沖擊，量子計算機采用量子比特代替?zhèn)鹘y(tǒng)計算機的比特位，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立的其他量子比特共享狀態(tài)來實現(xiàn)高效并行計算。Shor算法和Grover算法的提出，標志著量子計算機可以在多項式時間內攻破傳統(tǒng)的公鑰加密算法，同時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，從而保證后量子時代信息的安全。
Streamlined NTRU Prime是一種達到IND-CCA2安全級別，且采用密鑰封裝機制(Key Encapsulation Mechanism，KEM)的后量子密碼算法，Streamlined NTRU Prime算法結構和原始NTRU算法類似，其在經(jīng)典NTRU算法基礎上去除了分圓環(huán)結構以縮小攻擊面，從而達到增強算法抗攻擊能力、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。算法分為兩個層次，內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，難以滿足實時安全通信的要求。針對現(xiàn)有技術的缺陷，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，加強了傳統(tǒng)分組加密的安全性，具備抵抗量子計算機攻擊的能力，從而達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。采用硬件實現(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，并行完成運算過程中可并行執(zhí)行的運算，從而提高計算效率，在資源消耗、安全性、功耗、速度上都具有得天獨厚的優(yōu)勢。
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