NIST第六届后量子密码标准化大会｜西浦数学物理学院院长丁津泰教授分享格密码评估和多变量签名最新突破成果

2025年11月05日

在量子计算的时代脚步日益临近之际，谁能为我们的信息安全撑起“下一代密码防线”？

近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）举办的第六届后量子密码（Post-Quantum Cryptography，简称PQC）标准化大会上，西交利物浦大学数学物理学院院长、后量子迁移交叉学科实验室主任丁津泰教授受邀作学术报告，展示了团队在“格密码评估”和“多变量签名”方向的最新突破成果。

这场大会是全球密码学界的风向标，来自学术界、工业界和政府机构的专家齐聚一堂，围绕量子时代的信息安全标准展开探讨。丁教授的报告聚焦于两个关键问题：如何让新一代加密算法“跑得更快、用得更省”，以及如何在速度与安全之间找到平衡。

在现代加密体系中，有一个决定安全性的数学难题——最短向量问题（Shortest Vector Problem, SVP）。它可以形象地理解为：在一个由无数点组成的高维“网格”中，找到离原点最近的那一个点。维度越高，搜索的难度就越大，也就越安全。

过去，研究者虽然能“算出”这个点，但在更高维度时会被“内存墙”卡住——运算太慢、耗能太高，工程上根本跑不动。丁津泰教授团队提出了一种全新的计算思路：不再“漫无目的地随机找”，而是把庞大的数据拆分成更小的单元，在计算机的高速缓存里分层、有序地处理，尽量减少对慢速内存的依赖。

这一思路大大提高了效率。团队在同等硬件条件下实现了更快、更稳定、更节能的运算性能，并刷新了国际“200维SVP挑战”的公开纪录。这意味着，在未来的密码安全评估中，我们不只看“能不能算”，还要考虑“算的代价”——包括时间、能耗和资源成本。

“后量子密码的安全不仅取决于数学难度，更取决于攻击者能否在有限资源下完成计算，”丁教授在报告中指出，“我们希望通过优化算法，让评估更贴近真实世界，而不是停留在理想化的假设上。”

除了“加密”，信息安全的另一支柱是“签名”——它就像一枚电子印章，能证明“这条消息确实来自你”。丁教授团队分享了他们对一种名为UOV（不平衡油与醋）的签名算法的最新优化成果。

形象地说，UOV把变量分成“醋”和“油”两类，先固定“醋”，再计算“油”，生成签名。而破解者因为没有“配方”，无法逆向推出原始信息。

UOV的优势在于速度快、密钥和签名体积�。浅Ｊ屎闲枰卟⒎⒋淼挠τ贸【埃缃鹑诮灰谆蚯榱聪低�。然而，随着研究的深入，学界发现某些高安全级别参数下的UOV可能受到新型代数攻击。对此，丁教授团队提出了改进版参数方案，在不明显牺牲速度与存储空间的前提下，重新稳固了算法的安全边界。

这两项研究，一个关注“性能”，一个关注“安全”，共同回应了后量子密码标准化中最关键的两个问题——能否在现实系统中运行，以及能否抵御未来的攻击。

“基础研究的最终目标，是让算法真正走向实践，”丁教授总结道，“只有当它被嵌入系统、服务社会，才算真正完成了从数学到安全的迁移。”

（记者：刘沁茹）

2025年11月05日