NVIDIA 发布 cuPQC 以增强 GPU 加速的后量子密码学
realtime news Dec 03, 2024 18:30
NVIDIA 推出 cuPQC，这是一款 GPU 加速的软件开发工具包，旨在增强后量子密码学，以提高对潜在量子计算机威胁的安全性。
NVIDIA 推出了其最新创新产品——cuPQC 软件开发工具包 (SDK)，旨在通过 GPU 加速来增强后量子密码学 (PQC)。根据NVIDIA的说法，此举旨在应对量子计算机对当前密码学系统带来的潜在威胁。
应对量子威胁
量子计算在过去十年中取得了显著进展，引发了对其可能危及现有网络安全协议的担忧。像彼得·肖尔（Peter Shor）所开发的算法可能破解广泛使用的加密方法如 RSA。为此，PQC 已成为关键保护手段，它使用能够抵抗传统和量子攻击的加密算法。
采用 PQC 的紧迫性因“先收集数据后解密”的策略而被突出对待，在这种策略中，对手今天收集加密数据，意在随着量子能力的发展将其解密。这导致了美国国家标准与技术研究院 (NIST) 和其他全球机构，要求使用 PQC 算法的新标准的出现。
GPU 加速解决方案
cuPQC SDK 为开发人员提供了一个灵活的、GPU 加速的平台，以从传统加密系统过渡到 PQC 协议。通过利用 GPU 硬件，SDK 能够处理 PQC 算法所需的较大密钥大小和复杂数学结构，从而确保它们高效且可扩展。
在实际应用中，像电信、金融服务和云基础设施等行业可以从 GPU 促进的高吞吐量加密操作中获益。这些操作可以被并行化，从而增强速度和性能，这对新 PQC 用例的研究和开发至关重要。
增强传输层安全
传输层安全（TLS）是一种基本的网络安全协议，尤其在整合复杂的 PQC 计算时，常面临计算挑战。cuPQC 通过支持高吞吐量的 TLS 应用程序来应对这些挑战。利用 NVIDIA 的 H100 SXM5 GPU，cuPQC 实现了显著的性能指标，远超当前的 CPU 能力。
例如，使用 NIST 批准的 PQC 算法 ML-KEM-768，cuPQC 每秒可以进行多达 1330 万次密钥生成，显示出相较传统 CPU 解决方案的显著改进。这一能力对于打破跨行业采用 PQC 的障碍至关重要。
安全性与集成
为了进一步加强安全性，cuPQC 尽量减少主机与设备之间的数据传输需求，通过直接在 GPU 上执行加密处理。这减少了延迟并提高了效率，同时也增强了对边信道攻击的抵御能力。
cuPQC 与其他网络安全框架如 LibOQS 的集成支持对新加密应用的研究。来自滑铁卢大学的 Douglas Stebila 表示，这种集成帮助研究人员探索由 cuPQC 的速度和功能所启发的新加密应用的前沿领域。
NVIDIA 推出 cuPQC 标志着向后量子密码学过渡的重要一步，为开发者和企业提供了为量子安全未来做准备所需的工具。
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