Dilithium算法：面向未來的抗量子數(shù)字簽名算法

隨著量子計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的公鑰密碼算法如RSA和ECC正面臨被破解的風(fēng)險(xiǎn)。為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）於2016年啟動(dòng)了抗量子密碼算法標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃，旨在尋找能夠在量子計(jì)算時(shí)代依然確保信息安全的密碼算法。經(jīng)過多年的評(píng)估和測(cè)試，NIST在2024年8月13日正式公布了三項(xiàng)抗量子密碼算法標(biāo)準(zhǔn)，其中包含Dilithium算法，這標(biāo)誌著Dilithium算法在未來數(shù)據(jù)保護(hù)領(lǐng)域的重要地位，也為各類系統(tǒng)的安全升級(jí)指明了方向。

什麼是Dilithium算法？

Dilithium是一種基於格（Lattice）密碼學(xué)的抗量子數(shù)字簽名算法。它利用了格中的模帶誤差學(xué)習(xí)（Modular Lattice Learning with Errors, LWE）和小整數(shù)解（Short Integer Solution, SIS）等困難問題，這些問題即使在量子計(jì)算機(jī)的攻擊下也極難破解。Dilithium在安全性和性能方面表現(xiàn)出色，成為未來應(yīng)對(duì)量子威脅的核心技術(shù)之一。

FIPS 204標(biāo)準(zhǔn)：抗量子時(shí)代的新安全基準(zhǔn)

2024年，NIST發(fā)布的FIPS 204標(biāo)準(zhǔn)正式確立了Dilithium（改名為ML-DSA：Modular Lattice Digital Signature Algorithm）為抗量子數(shù)字簽名的標(biāo)準(zhǔn)。FIPS標(biāo)準(zhǔn)對(duì)美國聯(lián)邦政府和全球各國的信息安全實(shí)踐具有重要影響力。Dilithium的納入標(biāo)誌著它已被證明足夠強(qiáng)大，可應(yīng)對(duì)量子計(jì)算環(huán)境下的安全挑戰(zhàn)。

Dilithium算法的關(guān)鍵特點(diǎn)

抗量子安全性：
基於格問題的數(shù)學(xué)難度，即使在量子計(jì)算環(huán)境下，也能提供高水平的安全性。

高效性和易實(shí)現(xiàn)性：
結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)算過程優(yōu)化，適合在多種硬件和軟件環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，尤其適用於資源受限的設(shè)備。

優(yōu)化的密鑰和簽名大?。?/b>
在保證安全性的同時(shí)，Dilithium的簽名和公鑰長度較小，有利於減少通信開銷。

靈活的安全參數(shù)配置：
支持多種安全級(jí)別，滿足不同場(chǎng)景下的需求，兼顧性能和安全性。

Dilithium算法的參數(shù)大小

Dilithium的設(shè)計(jì)考慮到了多種安全級(jí)別，以應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景下的安全需求。三組參數(shù)集的安全級(jí)別和參數(shù)大小如下。

這些參數(shù)大小的設(shè)計(jì)平衡了安全性與效率，使得Dilithium能夠在保障高安全性的同時(shí)，仍保持較低的計(jì)算開銷和通信負(fù)載。

Dilithium算法的應(yīng)用場(chǎng)景

由於其高效的安全性和靈活性，Dilithium適用於許多需要數(shù)據(jù)保護(hù)的領(lǐng)域：

網(wǎng)絡(luò)安全與身份認(rèn)證：在數(shù)字身份認(rèn)證和在線交易中，Dilithium可以用於生成和驗(yàn)證用戶的數(shù)字簽名，確保數(shù)據(jù)的完整性和抗抵賴性。

區(qū)塊鏈技術(shù)：在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，Dilithium的抗量子特性為分布式賬本和智能合約提供了更高的安全性。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常面臨資源受限和高安全需求的問題，Dilithium的高效性使其成為理想的選擇。

面對(duì)量子計(jì)算帶來的安全威脅，我們必須提前布局，確保未來的數(shù)字世界仍然安全可靠。Dilithium算法（ML-DSA）作為一種領(lǐng)先的抗量子數(shù)字簽名算法，憑藉其強(qiáng)大的安全性、高效性和適應(yīng)性，正在成為全球範(fàn)圍內(nèi)的抗量子數(shù)字簽名首選方案。握奇公司，30年專註於數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域，憑藉在密碼算法、數(shù)字安全防護(hù)和安全芯片操作系統(tǒng)技術(shù)方面的深厚積累，提供綜合性的安全解決方案。我們致力於為客戶提供先進(jìn)的抗量子算法支持，以構(gòu)建強(qiáng)大的數(shù)字安全防護(hù)體系。