主权通信基础设施的后量子密钥交换

需求

行业：政府通信。合规背景：国家密码标准、NIST SP 800-208 对齐。核心需求：将一个主权通信平台的密钥交换机制从经典 ECDH 迁移到 NIST 批准的 PQC 方案，同时在过渡期内保持向后兼容性。

工作流拆解

• WS-1：算法选型。在平台的消息大小和延迟约束下评估 ML-KEM（Kyber）与 HQC。
• WS-2：混合过渡设计。架构 ECDH+ML-KEM 混合密钥交换方案，在部署期间保持与遗留端点的互操作性。
• WS-3：性能验证。在生产级负载条件下对混合方案进行基准测试。

方法亮点

基于密文大小（1088 字节 vs. 约 4608 字节），ML-KEM 胜出 HQC，这对平台的消息大小预算至关重要。混合设计使用组合函数，通过 HKDF 对 ML-KEM 和 ECDH 的共享密钥进行异或运算，确保即使其中一个原语被攻破，最终密钥仍然安全。

交付物

• 混合密钥交换协议的参考实现
• 三种硬件目标的性能基准测试
• 含逐端点部署计划的迁移路线
• 研究报告：28 条来源行，含 4 条 A 级（自有基准测试）

结果

混合方案为握手延迟增加不到 3 毫秒。客户批准迁移路线，计划于 2026 年第一季度开始分阶段部署。