量子抗性网络:原始方法、协议与最佳实践综述
密码学与安全
2026-05-07 v1
摘要
大规模量子计算机威胁着支撑当今网络安全基础设施的公钥密码学根基。尽管在 standardizing post-quantum cryptographic (PQC) 原始方法和适应单个协议如TLS和SSH方面取得了显着进展,但对于面向网络系统的更广泛架构后果关注寥寥无几。特别是,许多真实世界的部署如移动网络、工业控制系统、物联网环境和受监管基础设施不能假设PQ公钥基础设施的普遍可用性、可部署性或可取性。本文提出了首个针对PQ抗性网络架构的全面系统化梳理,重点将关键分发和管理视为系统级设计问题而非协议局部替换。我们引入一个统一的分类体系,涵盖加密基础 (仅对称、PQ-PKI、混合和信息论多路径)、密钥分发架构 (集中式、层次式、复制式、阈值、基于MPC和无服务器)、信任和威胁模型、密钥管理生命周期以及部署环境。使用这一框架,我们分析了在现实中PQ对手假设下广泛架构的安全性、可扩展性和操作权衡,包括收集即解密和部分基础设施 compromise。我们的研究突显了现有方法中的根本性缺口,阐明了何时需要或可避免PQ-PKI,并识别了构建加密灵活、量子抗网络基础设施的有前景的研究方向。
引用
@article{arxiv.2605.04129,
title = {Quantum-Resistant Networks: A Review of Primitives, Protocols and Best Practices},
author = {Elisa Bertino and Ramana Kompella and Ashish Kundu and Cristina Nita-Rotaru and Jaideep Vaidya and Attila A. Yavuz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.04129},
year = {2026}
}
备注
40 pages, 1 figure