量子 计算时代即将到来，并将彻底改变保护数据、通信和基础设施的密码系统。现在正是开始准备的时候。在这个由六篇文章组成的后量子密码学（PQC）博客系列中，来自F5各领域的密码学思想领袖将解读面临的风险、未来的机遇，以及贵组织现在可以采取哪些措施，在后量子时代保障安全。未来比想象中更近。让我们携手做好准备。
正如本系列前几篇博文所述，能够破解当今标准加密技术的量子计算，也就是所谓的“Q-Day”，并非会不会到来，而是何时到来。具体时间尚不确定，但其影响已迫在眉睫，尤其是“现在收集，以后解密”风险：攻击者可以在今天收集加密数据，待量子技术可用后再进行解密。
许多组织必须在远超常规风险规划周期的时间范围内保护敏感数据。尽管新的后量子密码标准已经批准，部分应用交付控制器（ADC）和内容分发网络（CDN）目前也提供混合保护，但这一挑战已迫在眉睫：遗留系统中长期积累的技术债务很快就需要处理，监管机构和利益相关方带来的压力也在不断上升。
这位CISO认为，现在是时候着手行动了，同时也不能忽视治理、风险与合规（GRC）方面的问题。最早从2026年起，可能会出现审计增多、审查趋严，以及用于验证量子就绪情况的新生态系统。安全和GRC团队在评估供应商时已经面临极其复杂的局面，尤其是在评估旧设备或无法升级的设备时。未来几年，清晰传达相关信息和状态并做好报告，将有助于贵组织从容应对。
未来已来
尽管人们往往认为量子风险是未来才需要担忧的问题，但PQC标准的正式批准标志着一个新时代的到来。Gartner预测，广泛使用的非对称加密方法最早可能在2029年遭到破解，并在2034年被完全攻破。*
各位，现在距离2029年比距离2020年更近。对于一个需要多年推进的项目来说，时间已经不多了，尤其是这个项目尚未确定范围和优先级，也未获得预算或正式立项。接下来我们会看到，涉及旧有技术和无法升级设备的工作范围将超出许多人的预期。
对于首席信息安全官、首席技术官和首席信息官而言，未能主动为后量子密码学（PQC）做好准备，正日益成为影响业务韧性的重大风险。更糟糕的是，这一风险早在十多年前就已显现。延迟采取行动可能使组织面临可预见的数据泄露、违反《通用数据保护条例》（GDPR）等法规以及声誉受损等风险。
现在不必恐慌，但必须立即行动，并在组织内部及供应链各方之间开展协调规划。在制定2026年计划时，对PQC进行战略投资并制定具体行动计划，将是AI与量子时代负责任地发挥安全领导作用的必要前提。
NIST标准和联邦政府强制要求
美国国家标准与技术研究院（NIST）已明确了前进方向，最终确定了多项PQC算法，包括用于密钥交换的ML-KEM（FIPS 203）、用于数字签名的ML-DSA（FIPS 204），以及用于备用签名的SLH-DSA（FIPS 205）。这些经过测试的标准提供了稳定的技术基础，使PQC从理论走向实际应用。NIST的指导也很明确：这些标准已经批准，现在正是实施首批标准的时候。
而且，据我们所知，我们要防范的计算机尚未问世，因此这是首次迁移到新的加密技术。目标并非完成一次性升级，而是将“密码敏捷性”打造为IT部门和供应链的核心能力，因为随着新的量子威胁出现，我们还需要一次又一次地进行此类迁移。
架构的根本性转变，同时别忘了GRC
此次首次实施PQC标准将主要通过软件升级完成。但要实现密码敏捷性，即随着标准演进快速更新密码技术的能力，需要对资产管理、治理和IT运营进行深层变革。GRC团队必须为广泛的工作范围做好准备，包括资产清单、版本管理、兼容性测试和风险登记册。
过渡管理不当会增加服务中断、运营中断和合规不达标的风险，在混合环境、多云环境和旧有环境中尤其如此。
不过，如果能找到合适的人才和遗留系统文档，向量子时代的转变可以成为催化剂，推动延宕已久的数字化转型和大型机退役。
已将关键IT职能外包的企业，尤其是将遗留系统相关职能外包的企业，需要着手记录并深入了解这些旧系统的运行方式。许多项目会因低估工作量而出现成本大幅超支和进度严重延误。
项目管理中的“铁三角”在此将发挥重要作用，因为您可能会遇到多个业务案例和修复路径，尤其是在通过收购发展壮大的复杂企业中。
量子视角下的应用
PQC会直接影响应用，而不仅仅是基础设施。采用抗量子密码技术并非只是更换一个库，还可能需要对深度集成的密码组件进行大幅代码修改。鉴于这项工作将持续多年，CISO和GRC负责人应预见到各种阻力，包括资源不足的抱怨、因需要专业技能而产生的高额咨询费用、内部抵触以及不断变化的业务论证，而遗留系统文档匮乏往往会让这些问题更加复杂。
尽早采取行动有助于缓解未来的危机，并以更审慎、干扰更小的方式推进变革。大多数企业尚未意识到自身还存在哪些认知盲区，因此，围绕这一议题做好利益相关方管理，将是成功推进和落实工作的关键。
对实际应用的影响
PQC算法通常需要更大的密钥和更多计算资源，可能会影响应用延迟和吞吐量，尤其是对时间敏感的工作负载。
为支持PQC而进行现代化改造，往往会暴露隐藏的技术债务，导致预算超支，但最终可提升未来的韧性和性能。
必须合理管理预期：并非所有系统都能升级，而且这并不是一次“设置后便可不再过问”的工作。与利益相关方沟通时，必须强调持续发现问题并作出调整将成为常态，同时预计这一转型过程会不断暴露新的挑战。
基础设施转型：网络、云和边缘
PQC将重塑网络设备、服务器和云服务，尤其是负责TLS终止和加密的系统。虽然许多浏览器和服务器将能够适应，但由于带宽和处理需求增加，大量旧系统将需要升级或更换。
安全规划中的一项重要战略考量，是区分PQC对TLS等协议中的密钥交换机制（KEM）和数字签名所产生的不同影响。当前最紧迫的任务是部署PQC KEM（例如ML-KEM），以应对“现在收集，日后解密”威胁，因为这有助于保护攻击者目前正在收集且需要长期保密的数据。
数字签名的部署可以按照更审慎、基于风险的时间表推进，因为伪造仅可能发生在活动会话期间。
硬件安全模块（HSM）
HSM对于管理加密密钥至关重要，但在PQC环境中也面临挑战。量子安全算法使用的密钥更大，处理需求也更高，可能超出现有资源受限型硬件的能力。基于种子的密钥生成等技术有助于减少存储需求，但会带来新的计算开销。升级到支持PQC的HSM通常会增加成本、复杂性和所需时间，但这是持续保障加密完整性所必需的。
最棘手的部分：旧式设备和资源受限设备
PQC带来的严峻挑战之一，或许是其影响范围延伸至运营技术（OT）、IoT以及其他并非为实现密码敏捷性而设计的嵌入式系统。这些设备通常缺少必要的内存、存储空间或计算能力，难以应对PQC更大的密钥长度和更高的处理要求。在交付周期日益缩短的情况下，需要网络安全、基础设施和数据管理等职能部门协同合作。这些设备可能需要进行网络分段，以争取时间，直至具备更换或升级条件。
F5：您的战略合作伙伴
F5凭借在应用交付和安全领域的深厚经验，能够以独特优势帮助组织顺利完成这一转型。F5 Application Delivery and Security Platform (ADSP)已实现PQC就绪解决方案的无缝集成，可简化混合、多云和传统环境中的应用交付与安全。
正如知名行业分析机构EMA近期在《Vendor Vision 2025: Black Hat Edition》中指出：“F5 Application Delivery and Security Platform (ADSP)不仅是保护应用安全的工具，更是一款着眼未来的解决方案，旨在保护关键资产免受新兴威胁，包括日益迫近的量子计算挑战……F5及早且果断地集成后量子密码学（PQC）就绪能力，使其有别于仍处于实验阶段的竞争对手。”
F5的统一可视性、管理和威胁评估工具让量子安全转型的协调工作更切实可行，同时减少对业务敏捷性的影响。作为一家代理技术公司，F5可以充当“您的中间人”，帮助组织在网络边缘和应用入口集中管理并自动执行加密技术转型，同时提供遥测数据和AI驱动的洞察，以支持持续的威胁管理。此方法将PQC迁移与核心应用开发周期解耦，直接应对“在飞行途中为飞机更换引擎”这一挑战，从而显著降低当前的运营负担和中断风险。
立即行动：CISO量子韧性行动指南
PQC进程是一项历时多年的转型。随着新威胁或遗留系统问题不断出现，安全负责人必须明确挑战、合理设定预期，并针对不断变化的时间安排制定计划。积极准备可将PQC的强制要求和必要性转化为战略机遇，着手解决长期积累的技术债务，因为未来还会面临类似的转型。应把握这一契机，实现端到端可视性、推动运营现代化，并在数字韧性方面展现切实可见的领导力。
能够成功推进PQC的组织，会将其视为覆盖整个企业、持续演进的过程，并以此进行沟通，而不是一次性升级。应采取整体方法，在组织内部及供应链中层层传达相关信息，并从现在开始投入基础工作。这是增强组织实力、迈向更安全、更敏捷、更具韧性未来的契机。在这个时代，您的领导力将影响组织未来多年的业务连续性、合规性和声誉，F5将在每一步提供支持。
如需了解更多信息，请报名参加我们即将举办的网络研讨会“面向未来的网络安全：应对PQC。”
此外，别忘了查看本系列之前发布的博文：
* Gartner，《立即开始向后量子密码学过渡》，作者：Mark Horvath，2024年9月30日
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