抗量子密码(Post-Quantum Cryptography, PQC)是指能够抵御量子计算机攻击的密码算法,主要分为以下几类,其中许多算法已进入美国国家标准与技术研究院(NIST)的标准化流程:

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基于格的密码(Lattice-based)
- CRYSTALS-Kyber(密钥封装机制,已被NIST选定为标准)
- CRYSTALS-Dilithium(数字签名,已被NIST选定为标准)
- FALCON(数字签名,NIST标准化候选)
- NTRU(密钥封装/加密,早期候选)
- Saber(密钥封装,曾为NIST决赛候选)
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基于编码的密码(Code-based)
- Classic McEliece(加密,NIST决赛候选)
- BIKE(密钥封装,NIST候选)
- HQC(密钥封装,NIST候选)
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基于哈希的签名(Hash-based)
- SPHINCS+(无状态数字签名,已被NIST选定为标准)
- XMSS(有状态签名,已被IETF标准化)
- LMS(有状态签名,已被IETF标准化)
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基于多变量的密码(Multivariate)
- Rainbow(曾为NIST决赛候选,后被攻破)
- GeMSS(曾为候选)
- HFE(历史算法,安全性较弱)
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基于同源的密码(Isogeny-based)
- SIKE(曾为NIST候选,但2022年被彻底攻破,不再推荐)
- CSIDH(仍在研究阶段)
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其他候选算法
- Picnic(基于零知识证明,未进入决赛)
- Biscuit(较新,基于MPC-in-the-Head)
目前最受推荐的标准算法(已由NIST选定):
- 加密/密钥封装:CRYSTALS-Kyber
- 数字签名:CRYSTALS-Dilithium、FALCON、SPHINCS+
这些算法已被广泛认为能够抵抗已知的量子攻击(如Shor算法和Grover算法),并正在逐步被集成到实际系统中(如TLS、SSH、VPN等),如果需要最新进展,建议关注NIST的后续标准化工作。