在科技飞速发展的当下，量子计算的崛起正引发各界广泛关注。其强大的计算能力，为诸多领域带来了革命性的突破希望，然而，对于传统的网络加密传输而言，量子计算却如同悬在头顶的达摩克利斯之剑，构成了前所未有的严峻挑战。
传统网络加密传输设备高度依赖基于数学难题的加密算法，像常见的 RSA、ECC 算法等。RSA 算法依赖于大整数分解难题，ECC 算法基于离散对数问题，这些算法在经典计算机环境下，凭借巨大的计算量保证了加密的安全性。但量子计算的出现改变了这一局面，例如 Shor 算法，其通过量子傅里叶变换，能将大整数分解和离散对数问题的时间复杂度从经典计算的指数级骤降至量子多项式级。打个比方，经典计算机破解 RSA - 2048 可能需要耗费 10^{24}<\inline_LaTeX_Formula > 年的漫长时间，可一旦量子计算机发展成熟，拥有足够数量的量子比特，数小时内便可能完成破解，这使得传统加密算法在量子计算面前变得岌岌可危。
面对如此严峻的挑战，网络加密传输设备也在积极探索应对之策。目前，后量子密码学(PQC)与量子密钥分发(QKD)技术成为两大核心发展方向。
后量子密码学专注于开发能够抵御量子计算机攻击的加密算法。这些算法构建在全新的数学难题之上，例如格基密码，其核心问题是最短向量问题(SVP)和最近向量问题(CVP)，量子算法在求解这些问题时，复杂度依旧保持在指数级，这就为加密安全提供了保障。像 Kyber 算法，基于模块格进行密钥交换，在硬件加速下，吞吐量可达 10 万次 / 秒;Dilithium 算法作为基于格的数字签名方案，已被 ISO 选为国际标准。多变量多项式密码，如 Rainbow 签名，通过非线性方程组的难解性来抵抗量子攻击，签名速度相较于格基密码更快，只是密钥尺寸相对较大。哈希基密码，如 XMSS 通过哈希树结构实现量子安全。PQC 算法具备良好的兼容性，可在现有计算机硬件上运行，广泛应用于网络通信、数据存储和物联网等众多领域，为网络加密传输设备在量子计算时代的安全性提供了软件层面的支撑。
量子密钥分发技术则另辟蹊径，利用量子态的独特物理性质来创建和分发加密密钥。依据量子不可克隆定理，任何对量子密钥的窃听行为，都会扰动量子态，导致误码率上升，一旦误码率超过 5% 的阈值，通信双方便能立刻察觉，丢弃受影响的密钥。例如在广西 - 东盟试点项目中，200 公里的 QKD 链路误码率稳定维持在 2.3%，密钥生成速率达到 500bps 。QKD 技术为网络加密传输设备带来了物理层面的安全防护，让加密密钥的分发过程具备了信息论安全保障。
为了更好地应对量子计算挑战，网络加密传输设备未来还需进一步发展。一方面，要持续优化 PQC 算法与 QKD 技术，提升性能并降低成本。例如通过硬件加速技术，克服 PQC 算法在某些场景下的性能瓶颈;研发新型光纤材料和量子信号放大器，突破 QKD 技术传输距离的限制。另一方面，需将 PQC 与 QKD 技术有机结合，形成优势互补。在全球物联网设备认证这类场景中，运用 PQC 算法进行设备身份认证;在同城『数据中心』互联时，采用 QKD 技术分发会话密钥，以此实现从物理层到数学层的全方位、多层次加密防护，确保网络加密传输在量子计算时代依旧安全可靠，为数据的安全传输保驾护航。
