量子威胁进入倒计时，企业即刻行动指南
美国国家标准与技术研究院(NIST)在2024年8月发布的三项后量子加密标准，标志着我们已进入密码学转型的关键时刻。这一里程碑事件为全球组织敲响了警钟：后量子时代不是未来的可能性，而是当下的现实。
令人担忧的是，五年时间对于完成从传统密码学向后量子密码学(PQC)的过渡几乎是杯水车薪，尤其对那些背负着大量"棕地"遗留系统的企业而言。
庆幸的是，众多软硬件供应商和专业服务公司一直在加大研发力度，提供组织所需的量子安全（QS）后量子密码学（PQC），以及使过渡到后量子世界所必需的技术、服务和专业知识。
本文将揭示一个三步走的量子迁移战略，探索市场上最前沿的后量子解决方案，并解析各行业如何应对这一世纪之变。
过渡期的三大挑战
虽然PQC研究已持续多年，但真正促使企业重视这一问题的关键节点是美国国家标准与技术研究院（NIST）于2024年8月发布的三项后量子加密标准。
这些标准为供应商提供了明确的实施指南，使他们能够确定产品开发方向。同时，这也使组织能够制定具体的PQ迁移路线图，明确应对IT环境中量子风险的必要步骤。尽管这一过程的核心是用后量子密码学替代传统密码学，但实际执行中却充满了各种复杂挑战。
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渐进式迁移需求
从传统密码学向PQC的转变不可能一蹴而就。组织需要制定跨越多年的渐进式迁移策略，在过渡期内必须维持传统和后量子密码技术的共存，这导致需要开发支持双重标准的"混合（并行）"解决方案。
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遗留系统兼容性障碍
许多老旧系统面临根本性的兼容问题：一方面，密码学可能已被硬编码到不再有供应商支持或由已离职员工开发的遗留应用中；另一方面，老旧硬件设备因资源限制难以适应PQC。这是因为后量子密钥显著大于传统密钥，可能超出这些设备的内存容量。
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标准演进的不确定性
NIST发布的三种后量子算法仅是起点而非终点。专家普遍认为，随着研究深入，现有算法可能被攻破，更先进的算法将不断涌现。这种标准的动态演进为长期规划增添了额外的复杂性。
面对这些挑战，任何有效的后量子解决方案必须具备"密码敏捷性"：即能够灵活适应算法演进和技术变革的能力。从传统密码学向后量子密码学的迁移已经是一项艰巨任务，组织显然不希望在量子计算技术持续发展的过程中反复经历类似的转型痛苦。因此，当下部署的密码系统必须具备前瞻性设计，能够无缝整合未来的算法更新，从而确保长期安全性和投资保护。
量子迁移战略的三步法
量子迁移策略的三个核心阶段是发现、缓解和管理。
发现：全面识别与评估
发现阶段要求组织系统性地盘点所有密码学资产并评估其内在风险。这一过程往往会揭示一些仅靠传统方法即可解决的问题，如过时的TLS版本，同时也会明确需要部署后量子技术的关键领域。
此阶段的重要成果是建立密码学物料清单（CBOM）：一个专门追踪密码学资产的动态数据库，其功能类似于软件物料清单（SBOM）对软件资产的管理。
缓解：基于风险的优先级策略
面对数量庞大的潜在问题，缓解阶段首先需要进行风险优先级排序。组织必须明确：
哪些密码应用对业务至关重要？
哪些数据资产最具价值或敏感性，需要最高级别的密码保护？
确定优先级后，组织需要制定详细的缓解路线图，明确：
解决密码学问题的具体步骤序列；
实施混合策略的方法，确保经典密码学到PQC的平稳过渡；
资源分配与时间节点。
有了这份结构化路线图，组织便能系统性地开展缓解工作，即使面对规模庞大的任务也能保持方向清晰。
管理：建立持续的密码敏捷性
作为量子迁移战略的最终阶段，管理阶段超越了传统IT运维范畴，核心在于构建持久的密码敏捷性。这要求组织：
持续监控量子计算技术的发展动态
跟踪并评估新兴密码学算法
建立快速整合新安全标准的机制
维护密码学资产的实时可见性
这种前瞻性管理确保组织能够灵活应对密码学领域的持续变革，将被动防御转变为主动适应。
后量子密码学市场现状
尽管许多后量子密码学(PQC)解决方案仍处于开发阶段，市场上已有部分供应商提供商用产品，特别是在硬件领域的创新尤为显著。
硬件领域的核心技术及代表性厂商
当前硬件解决方案主要围绕两项关键技术展开：
量子密钥分发(QKD)：确保远距离端点间安全通信的基础技术；
量子随机数生成器(QRNG)：提供生成高质量密钥所需的纯随机性来源。
QuintessenceLabs.：全方位量子安全解决方案专家
QuintessenceLabs Pty Ltd.提供全面的量子安全产品组合，包括QRNG硬件设备、量子熵即服务、密钥与策略管理平台、QKD工具套件及配套开发支持软件。
KETS：芯片级量子安全技术革新者
KETS Quantum Security Ltd.采用创新的基于芯片的方法，专注于集成QKD解决方案，内置QRNG子系统。
KETS的核心竞争力在于量子光子学技术，而非量子纠缠。量子光子学利用单光子传输原理，已成为QKD实现的主流方法，这主要因为基于量子纠缠的替代方案尚未成熟。作为芯片技术供应商，KETS正通过快速迭代优化其技术，持续降低部署成本并缩小设备尺寸。
QuNu Labs：软硬结合的量子安全平台提供商
QuNu Labs Private Ltd.（QNu Labs）提供基于软件的量子安全平台，有效抽象底层硬件。该平台提供在标准网络上运行的量子安全VPN隧道、量子安全消息传递和协作，以及与硬件安全模块(HSM)配合使用的量子安全保险库。
QNu Labs的硬件产品线包括QKD和QRNG设备。QRNG提供两种类型：一种是面向数据中心（包括云环境）的高容量型，价格较高；另一种是价格较低的轻量级版本，适用于物联网应用，也提供服务器制造商使用的PCI卡形式。
与其他光子QKD技术类似，节点间距离限制在约150公里。为解决这一限制，QNu Labs开发了QKD协调器——一种可信节点技术，使电信公司能够建立和管理长距离和枢纽辐射型后量子网络。
Xiphera：硬件优化的密码学解决方案设计师
Xiphera Oy为现场可编程门阵列和专用集成电路设计优化的密码解决方案。该公司为第三方芯片制造商提供数字逻辑设计实现。
Xiphera的核心设计理念是"片上系统"(SoC)，为硬件制造商提供适用于各种场景的形式因素，包括物联网设备。
Xiphera的技术还在固件层面提供量子安全启动功能，包括采用同时使用传统和PQC签名对固件进行签名的混合方法。
安全通信领域的供应商
除了这些供应商外，其他供应商支持端点之间的安全交互。
PQ Solutions Ltd.：全方位数字安全保护
PQ Solutions Ltd.（通常称为Post-Quantum）提供综合量子安全平台，其软件涵盖身份验证、传输和加密领域，为组织的整个数字足迹提供全面保护。
该公司产品线包括量子安全加密消息应用程序、保护传输中数据的混合PQ VPN，以及用于无密码登录的量子就绪多因素生物识别身份系统。
QuSecure Inc.：灵活的量子安全数据保护
QuSecure Inc.提供多层次量子安全数据产品，为Web应用程序安全（Web服务器和Web应用程序之间）、网络安全（公司网络上的应用程序之间）和核心安全（路由器之间）提供保障。
QuSecure采用代理模式工作，提供服务网格功能，为证书管理、TLS版本升级和策略执行提供单一控制点。其技术支持PQC采用的完整生命周期：从发现到修复再到管理。该解决方案与现有密码基础设施协同工作，通过在迁移过程中支持混合经典/量子网络来促进向PQC的平稳过渡。
PQShield Ltd.：硬件与软件结合的PQ安全方案
PQShield Ltd.提供融合硬件和软件的全面PQ安全套件：
在硬件层面，该公司开发了多种产品，包括自主PQC子系统、为现有子系统提供的PQC加速器以及PQC引擎。这些产品均支持经典加密和后量子加密技术；
在软件方面，PQShield提供多样化的PQC库以及帮助客户避免供应商锁定的开发工具包。
PQShield的解决方案针对两类根本不同的环境进行了优化：一类是数据中心的高端设备，其中能源消耗是主要限制因素；另一类是地面和卫星上的棕地设备，这些设备需要量子安全固件更新和对遗留密码学的持续缓解。
将棕地设备升级为量子安全面临的主要技术挑战之一是量子密钥比传统密钥大得多，而这些设备往往没有足够的RAM支持。PQShield通过其高度优化的PQC实现解决了这一问题，使其能够在内存受限的设备中高效运行。
全生命周期迁移方案提供商
部分前沿供应商正采用全生命周期方法支持后量子迁移，提供从初始发现到持续管理的完整解决方案。
Quantum Xchange：密码学风险可视化与管理专家
Quantum Xchange Inc.开发了先进的密码学资产清单工具，为企业提供全面的网络风险发现能力。该工具能够实时监测企业网络中的多维密码学风险，包括未加密通信流量、易受量子攻击的加密算法以及传统PKI基础设施中的安全隐患（如证书过期或自签名证书等）。
作为其整体解决方案的核心，Quantum Xchange提供了兼具量子安全性和密码敏捷性的综合管理平台。该平台无缝对接现有的传统加密系统和网络架构，有效延长了这些投资的使用寿命，同时为组织向量子安全基础设施的平稳过渡提供支持。其突破性技术使企业能够在任何类型的网络媒介上灵活部署、分发和管理量子安全密钥，确保通信安全不受网络环境限制。
CryptoNext：端到端密码敏捷转型引擎
CryptoNext Inc.推出了完整的全生命周期量子安全密码敏捷套件，涵盖从初始评估、资产发现、安全修复到持续密码敏捷性管理的全过程。
其高级分析工具不仅能够全面盘点组织的密码学资产，还能动态监控后量子密码学迁移进度，持续为CryptoNext的密码学物料清单(CBOM)数据库提供实时数据。公司采用的多层次修复策略涵盖了技术栈的各个层面，包括底层密码学库、安全通信协议、开发者工具集以及应用程序插件。更重要的是，CryptoNext通过提供密码学库的持续更新管理和完善的治理流程与工具，确保组织长期保持密码敏捷性，能够快速适应未来的算法变革。
这些全生命周期解决方案为组织提供了应对后量子迁移复杂挑战的系统化方法，从初始风险评估到长期安全维护，提供无缝衔接的端到端支持。通过这些综合性工具，企业能够在保护现有投资的同时，逐步构建起抵御量子计算威胁的安全架构，确保数字资产在后量子时代依然安全可靠。
IBM：量子安全转型的市场领导者
在量子安全(QS)迁移领域，IBM无疑占据着市场领军地位。凭借其在硬件、软件、前沿研究和专业服务方面的综合优势，IBM打造了一套完整的端到端后量子(PQ)解决方案体系，辅以深度咨询支持。
IBM的独特优势在于其量子计算与后量子密码学研究的协同效应：该公司在量子计算领域的突破直接强化了其PQ安全技术的发展，形成了良性循环。在软件层面，IBM推出了"密码学态势管理"框架，这一专有概念涵盖了全面的密码学风险发现与修复能力。
具体而言，IBM的量子安全发现工具能够精确扫描并分析企业环境中应用程序及各类文件的密码学特性，自动生成密码学物料清单(CBOM)，同时识别并纠正潜在的不安全编码实践。该工具无缝集成了网络扫描、代码分析功能以及现有配置管理数据库(CMDB)，为组织提供密码学实践的全景视图，支持策略制定与执行，并生成风险优先级报告，指导漏洞修复工作。
尤为引人注目的是，IBM的量子安全修复解决方案能够在不改动源代码或重构IT架构的前提下，为遗留应用程序和网络端点提供强大保护，大幅降低了企业量子安全转型的复杂度和成本。
谁在购买PQ技术？
那么，今天谁在购买PQ技术呢？
虽然企业用户是后量子安全技术的主要目标市场，但整个技术生态系统正在快速发展，多类参与者正积极融入这一领域，共同构建满足企业需求的完整解决方案。
服务器和网络设备供应商正将后量子技术整合到其产品线中，采用的技术多来自于专业量子安全供应商。这种整合使企业能够在更新常规IT基础设施时自然过渡到量子安全架构，降低了采用门槛。
电信公司正在前瞻性地构建量子安全光纤网络，为其客户群体（尤其是大型企业）提供关键支持。这些网络服务于两个层面：
近期价值：为企业内部通信和广域网连接提供量子级安全保障；
长期战略：奠定未来"量子互联网"的基础架构，尽管这一概念目前仍处于理论发展阶段。
政府机构，尤其是军事部门，已成为后量子技术的先驱采用者。战场通信安全历来至关重要，因此全球国防部门正积极投入后量子密码学研究与部署，确保关键通信在量子计算时代依然安全可靠。
数据中心运营商，包括超大规模云服务提供商，正迅速将后量子技术纳入其基础设施，或通过采购量子就绪服务器，或通过自建量子安全架构。这一趋势催生了"PQC即服务"模式，使客户能够无缝获取量子安全能力。
受严格网络安全法规约束的行业（如金融、医疗、能源）正借助系统集成商的专业知识实现后量子转型。面对PQ迁移的复杂性，这些企业需要专业合作伙伴协助规划与实施全面的安全策略。
每个企业，无论规模大小，都应立即组建专门的密码学工作组，负责协调组织范围内的后量子缓解策略。如果您的组织尚未采取此措施，现在正是行动的时机。
