执行摘要

向后量子密码（PQC）的国家迁移是一项大规模技术变革，需要多年时间来完成，旨在缓解未来量子计算机带来的威胁。NCSC认识到需要提供早期迁移活动指导，并为英国行业、政府和监管机构设定指示性时间表。

关键里程碑

• 2028年前

  • 定义迁移目标
  • 完成全面发现工作（评估资产以了解哪些依赖密码学的服务和基础设施需要升级到PQC）
  • 制定初步迁移计划

• 2031年前

  • 执行早期、最高优先级的PQC迁移活动
  • 完善计划，制定完成迁移的详细路线图

• 2035年前

  • 完成所有系统、服务和产品的PQC迁移

背景

未来大规模容错量子计算机对密码学的威胁现已得到充分认识。量子计算机将能有效解决当今保护我们网络的不对称公钥密码学（PKC）所依赖的难解数学问题。

主要缓解措施是迁移到后量子密码学（PQC）——基于量子计算机无法有效解决的数学问题的密码学。

规划PQC迁移

定义迁移目标

PQC迁移主要是对网络安全威胁的缓解。主要功能目标包括为组织建立强大的密码基础设施，作为更广泛网络弹性目标的一部分。

发现和评估

任何技术系统迁移都需要从清晰了解当前资产开始：

• 识别关键服务和应用程序
• 记录持有的数据（包括其预期寿命和对对手的价值）
• 识别数据在传输和静态时如何受保护

需要映射运行这些服务的系统，并确保拥有有效识别和管理资产（软件和硬件）的流程。

迁移策略选择

对于不依赖商品化技术的系统，有几种不同选择：

• 原地迁移：用PQC等效组件替换易受攻击的PKC组件
• 重新平台化：将服务切换到提供PQC兼容性的新平台或升级平台
• 退役服务：设定未来撤回日期以避免迁移必要性
• 运行至生命周期结束
• 容忍风险

制定迁移计划

需要制定一组迁移活动，包括：

• 优先级服务
• 对长期使用硬件的依赖
• 供应链和服务提供商
• 传统系统的当前风险

迁移计划应包括每个系统迁移的时间表，考虑业务连续性，并寻求提供密码敏捷性的解决方案。

企业PKI的PQC迁移

大型企业IT系统通常包括私有托管的公钥基础设施（PKI）。迁移企业PKI将需要创建新的PQC信任根，并向网络上所有实体颁发新的PQC证书。

可能的迁移模型包括：

• 新的并行企业PKI
• 一次性从传统PKI迁移到新PKI
• 同时运行两者一段时间

不同行业的PQC迁移

受监管行业

对于在全球市场运营的公司，我们期望：

• 更早关注迁移
• 与同行业全球合作伙伴保持一致

工业控制系统

ICS网络通常涉及通过DMZ防火墙分隔的OT和IT区域。所有企业IT网络PQC迁移的常规考虑同样适用于ICS环境。

工业物联网设备对PQC迁移提出额外挑战：

• 可能资源受限
• 可能无法升级
• 可能安装在难以维护的位置
• 可能使用专有通信协议或尚未PQC兼容的协议

PQC技术的成熟度

算法标准

NIST在2024年标准化了将最广泛使用的PQC算法：

• ML-KEM（FIPS 203）
• ML-DSA（FIPS 204）
• SLH-DSA（FIPS 205）

这些补充了两个早期算法：

• LMS、XMSS（NIST SP 800-208）

协议标准化

TLS和其他重要互联网协议中的PQC标准化正在IETF中进行，最终标准可能在2027年左右。所有主要云服务和超大规模提供商都有将PQC部署到其服务的路线图。

FIDO联盟已承诺为基于PKC的安全认证解决方案提供无缝过渡到PQC。新的PQC标准也将需要用于可信平台模块、X.509 PKI证书、UEFI安全启动和6G蜂窝通信。

PQC迁移时间线

NCSC认为10年时间是出现丰富PQC标准、开发使用这些标准的产品生态系统以及广泛采用的充足时期，这将使得大多数量子易受攻击的传统PKC可以被弃用。

NCSC推荐的活动时间表

后续步骤

PQC迁移是生态系统范围的活动。考虑分享PQC迁移意向声明，帮助供应商理解PQC迁移需求并将后量子安全产品推向市场。

NCSC将很快启动试点计划，为那些为发现、评估和规划活动提供支持的咨询公司提供保证。成功的迁移将以良好的资产管理、对系统、服务和基础设施的清晰视图以及主动管理的供应链为基础。