梅兰芳

不用重流片！eFPGA搞定芯片后量子安全_我的网站

倚天屠龙记吴启华版

一 | PQC技术已经从理论规划阶段迈入工程落地阶段。后量子密码（PQC）正寻求落地于现代SoC设计，如今找到了全新实现载体：嵌入式现场可编程门阵列（eFPGA）。传统加密电路采用固定硅电路实现，一旦安全标准更新，通常需要成本高昂的芯片重制版；而这套新方案依托eFPGA，通过全新比特流加载即可部署后量子密码知识产权核（PQC IP）。 (ECNS) -- Cross-border tourism, business travel and visits to family members have remained strong during the summer season, with passenger traffic at Beijing's ports steadily increasing. As of Tuesday, Beijing General Station of Exit and Entry Frontier Inspection had inspected more than 15 million inbound and outbound travelers so far this year, up 9% year on year. On Aug. 9 alone, more than 82,000 travelers passed through Beijing's ports, the highest single day figure in nearly six years. Officials said the record reflects the capital's growing openness and the vitality of inbound and outbound tourism markets. 。嵌入式FPGA硬核IP供应商QuickLogic与PQC IP核厂商PQSecure达成合作，利用QuickLogic自研eFPGA硬核IP架构，在PQC做成可反复编程功能集成进SoC。PQSecure的CRYSTAL-1000C PQC IP核适配美国国家标准与技术研究院（NIST）两大最终标准：FIPS203（ML-KEM密钥封装机制）、FIPS204（ML-DSA数字签名算法）；该IP核已完成在eFPGA内核中的布局布线，并落地至SoC设计。 QuickLogic现场应用工程师Trey Peterson表示：“本次合作充分展现了eFPGA硬核IP的典型应用价值。我们已经验证，这套可编程方案当下即可稳定运行，同时预留适配未来安全标准迭代的灵活调整空间。” PQSecure PQC IP可适配QuickLogice FPGA架构，实现现场可升级的后量子安全防护，无需承担高昂的芯片改版成本。 Peterson补充，SoC只需加载新比特流，就能在设备端就地更新加密运算引擎。涵盖切换算法参数集、过渡期同时运行传统加密与后量子加密混合模式、修复侧信道漏洞，全程无需重新流片。他提到：“PQC升级并非一次性工程，而是长期持续的迭代过程。

二 | 如果企业现在采用固定硬件固化加密模块，后续必将产生本可避免的高额芯片改版开销。

三 | ” 对于航空航天、国防、工业这类设备服役周期极长的领域，这套方案的价值尤为关键。基于eFPGA的架构将硬件底层安全与现场加密功能升级能力相结合，可跟随安全标准迭代持续更新加密算法。尽管该方案在芯片底层实现硬件级安全防护，但全球企业纷纷加速落地PQC，核心驱动力是什么？各国机构均被要求在2030年前完成抗量子安全体系筹备，根源在于“先窃取、后解密”（HNDL）攻击威胁。先窃取、后解密攻击原理攻击方式逻辑如下：黑客当下拦截加密传输数据，但依靠现有计算机无法破解；于是将加密数据长期储存，待算力足够强大的量子计算机问世后，再回溯解密多年前窃取的信息。简单来说，黑客可在具备实用级量子计算机之前盗取加密数据，等到量子设备成熟后再解密。医疗数据、金融交易记录都将面临毁灭性风险。举例：2026年产生的医疗隐私数据，到2035年商用量子计算机普及之时依旧具备极高保密价值。 NIST给出的过渡规划要求：2030年前逐步淘汰椭圆曲线加密（ECC）、RSA等传统加密算法，2035年前全面完成PQC替换。但“先窃取、后解密”的威胁意味着安全改造必须即刻启动。因此，对于需要保护机密资料、知识产权、金融记录、医疗数据与政务通信的各类机构，安全风险从当下就已存在。这也是各国联邦机构已梳理加密资产清单、基于NIST标准化PQC规划系统迁移的核心原因。另一项佐证来自谷歌：该企业借助人工智能优化肖尔算法，使其可在成熟量子计算机上运行，大幅降低破解现有加密体系所需的物理量子比特数量，变相缩短了业内所称“量子末日（Q-Day）”的到来时间。量子时代的加密灵活适配能力 PQC存在密钥长度更大、运算负载更高的特点，同时诞生全新算法体系，还会改变安全启动、固件升级、设备身份认证整套机制。更关键的是，产业需要具备加密灵活适配能力的硬件，以应对持续变化的安全标准。

四 | 软件层面虽可更新PQC算法，但长期落地需要硬件具备随加密标准、攻击威胁、安全需求迭代调整的能力。基于芯片底层打造可升级硬件安全模块，能够在无需重新设计芯片的前提下迭代后量子算法，恰好满足该需求。 QuickLogic将自家eFPGAIP与PQSecure PQC IP核结合用于SoC开发，是一套优秀的可重构架构设计范本。该方案能够面向未来防御新型安全威胁，无需每次安全环境变化就重新流片。这类设计案例证明，PQC技术已经从理论规划阶段迈入工程落地阶段，后量子加速模块正成为企业长期网络安全战略的组成部分。同时未来数年，后量子算法与传统加密加速模块大概率会以混合模式共存运行。因此，面向抗量子加密的硬件加速方案必须同时兼容PQC与RSA、椭圆曲线加密（ECC）等传统算法，支撑混合加密部署；并且仅通过固件更新即可切换算法，不用重新设计芯片。