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远程证明中的后量子密码迁移

📚 共计 30 章节

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课程导论：后量子密码迁移的背景与紧迫性

远程证明的基本概念，课程目标与学习路径，理解量子威胁下的迁移驱动力。

经典密码学回顾

RSA、ECDSA在远程证明中的应用，Shor算法威胁与“先存储，后解密”风险分析。

后量子密码学基础

格密码、哈希签名、多变量密码、编码密码四大主流家族简介及NIST标准化进程概览。

格密码哈希签名NIST

远程证明架构剖析

挑战-响应协议，平台配置证明（TPM/PCA），运行时证明与启动证明的区别。

架构TPM协议

TPM与信任根

TPM 2.0架构，EK与AK密钥，PCR寄存器与度量日志，Quote操作原理详解。

TPM 2.0信任根PCR

经典远程证明实现

使用OpenSSL实现基于RSA的远程证明，代码示例与协议流程分析。

OpenSSLRSA实现

后量子密码迁移策略

混合模式（Hybrid）、封装模式（KEM-TLS）、独立替换模式，迁移路径规划。

混合模式KEM-TLS迁移

CRYSTALS-Kyber详解

密钥封装机制（KEM），IND-CCA2安全，参数集与性能基准测试。

KyberKEMIND-CCA2

CRYSTALS-Dilithium详解

数字签名方案，强不可伪造性，与ECDSA的对比测试及性能分析。

Dilithium签名对比

FALCON与SPHINCS+

FALCON紧凑签名优势，SPHINCS+无状态哈希签名特性，适用场景分析。

FALCONSPHINCS+哈希签名

后量子密码库集成

liboqs与OpenSSL-Provider，C语言与Python绑定，API调用示例。

liboqsOpenSSLAPI

混合远程证明协议设计

同时携带经典与后量子签名的证明结构，兼容性与安全性权衡。

混合协议兼容性安全性

证明数据序列化与编码

CBOR与JSON格式选择，X.509证书扩展字段承载后量子公钥。

验证器端改造

多算法验证逻辑，算法协商机制，降级攻击防护策略。

验证器算法协商降级攻击

性能基准测试

签名/验证延迟对比，带宽开销分析，内存占用实测数据。

性能延迟带宽

TLS 1.3与后量子混合握手

KEM-TLS方案，混合密钥交换，会话恢复兼容性。

TLS 1.3混合握手KEM

固件远程证明迁移

UEFI安全启动与后量子签名，PCR扩展算法替换，启动度量链保护。

UEFI固件启动度量

容器与云原生证明

Kubernetes节点证明，工作负载身份文档，后量子签名在SPIFFE中的应用。

K8sSPIFFE云原生

5G核心网证明

3GPP网络实体认证，后量子证书在服务化架构（SBA）中的部署。

车联网（V2X）证明

IEEE 1609.2证书格式，后量子签名在消息认证中的延迟要求。

V2XIEEE 1609.2延迟

IoT设备证明

受限设备上的后量子密码优化，轻量级实现与硬件加速。

IoT轻量级硬件加速

密钥管理与生命周期

后量子密钥生成、分发、轮换与撤销，量子安全密钥层级设计。

密钥管理生命周期轮换

证书颁发机构（CA）迁移

混合CA架构，交叉证书与信任锚更新，CRL/OCSP扩展。

CA交叉证书CRL

安全性与攻击面分析

侧信道攻击对后量子实现的影响，量子计算模拟攻击测试方法论。

侧信道攻击面模拟攻击

合规与标准

ETSI QKD标准，BSI技术指南，NIST IR 8547迁移建议，行业合规清单。

迁移测试框架

自动化测试套件设计，回归测试与互操作性测试，混沌工程在迁移验证中的应用。

测试框架混沌工程互操作性

大型互联网公司的后量子TLS迁移实践，金融行业远程证明改造经验。

案例TLS迁移金融

迁移路线图制定

依赖关系分析，分阶段迁移计划，风险缓解措施与回滚策略。

路线图分阶段回滚

团队技能建设

密码学培训课程设计，内部CTF挑战，开源社区贡献指南。

培训CTF开源

课程总结与未来展望

后量子密码生态成熟度评估，量子计算发展预测，持续学习资源推荐。

总结展望资源