随着量子计算革命的临近，它对数字安全的加密基础提出了严峻的挑战。作为互联网安全基石的公钥加密技术，目前面临着来自量子计算的巨大威胁。像RSA、ECC、DSA等依赖于整数因式分解和离散对数的密钥算法就很容易受到量子肖尔算法的攻击。

与公钥系统相比，对称加密技术更能抵御量子威胁。量子计算机在暴力攻击中仅提供二次加速，这使得高级加密标准(AES)和稳健的哈希函数等方法在量子时代相对安全。增强对称密钥体系的安全性通常需要将密钥长度进行加倍处理。

随着我们越来越接近量子计算时代，数字安全的基础结构正面临越来越大的风险。传统加密系统对于从网上银行到安全通信等一系列应用至关重要，而这些系统所依赖的数学问题对于经典计算机来说可能具有挑战性，但对于量子计算机来说却可能轻而易举。

这种迫在眉睫的威胁凸显了量子安全密码学的迫切必要性，因为量子安全密码学的重点就是开发对量子计算能力免疫的系统。这种转变不仅仅是预防性的，而且是保护我们的数字未来免受量子计算进步影响的必要发展。

量子安全密码学是应对量子威胁的可靠对策，它依赖于格理论、编码理论和多元二次多项式等领域的复杂计算问题。其主要特点包括:

1、增加密钥长度：量子安全算法通常需要更长的密钥和签名，以增强抵抗攻击的能力；
2、性能考虑：一些量子安全算法的效率与传统算法相当，甚至更高，但仍保持与RSA类似的操作不对称性；
3、性能比较：通常情况下，量子安全方案提供的安全性可与相同安全级别的传统方案相媲美，甚至还超过了传统方案；
4、固有的量子安全对称方法：如Vernam的一次性加密等算法可提供针对量子威胁的牢不可破的安全性。

工程师应该考虑的其他因素:

1、互操作性和标准：工程师应优先考虑量子安全算法与当前系统以及不断发展的标准之间的互操作性，并与NIST等组织合作；
2、算法敏捷性：随着更新的、更安全的方法出现，设计的系统应能轻松集成更新的加密算法；
3、量子密钥分发(QKD)：了解QKD的应用和局限性。QKD是利用量子力学实现安全通信信道；
4、后量子密码学(PQC)：随时了解PQC的发展情况，PQC是一种被认为可抵御量子攻击的加密算法；
5、安全生命周期管理：不断重新评估和更新安全协议，以跟上快速发展的量子威胁的演变；
6、研究与合作：参与研究并与学术界和业界合作，以保持在量子安全密码学领域的前沿地位。
 
向量子安全密码学的转变既是不可避免的，也是至关重要的。工程师和技术专家必须适应更大的密钥规模和新颖的加密方法，并积极致力于对后量子系统的开发。这一转变要求对目前已交付产品的设计进行重大调整，因此企业必须立即着手进行这些调整，且不能拖延。(编译:Tmac)