近日，從國芯科技再次傳來喜訊，國芯科技與鄭州信大壹密科技有限公司(以下簡稱“信大壹密”) 合作研發的抗量子密碼芯片AHC001新產品于近日在公司成功通過內部性能和功能測試，實現了公司信息安全芯片產品的抗量子化提升。

本次國芯科技與信大壹密聯合研發成功的抗量子密碼芯片AHC001是基于國產28nm工藝制程、采用公司自主CPU內核設計的一款可重構低功耗抗量子密碼算法芯片，典型工作功耗和靜態低功耗可分別低至350mW和0.13mW左右。芯片內集成了抗量子密碼算法引擎、ECC引擎以及對稱密碼處理器。抗量子密碼算法引擎采用可重構電路技術實現，通過可重構指令可以定制不同的抗量子密碼算法，該引擎模塊支持ML-KEM-512/ML-KEM-768/ML-KEM-1024密鑰對生成算法、密鑰封裝/解封裝算法、加密/解密算法；支持ML-DSA-44/ML-DSA-65/ML-DSA-87密鑰對生成算法、簽名算法和驗簽算法；支持256/512/1024/4096點NTT /INTT /DWT /IDWT運算，并支持4路并行NTT高性能計算；同時還支持中心二項分布采樣/拒絕采樣等常用的采樣算法；可以靈活地支持主流基于格原理的抗量子密碼算法，如Kyber512 /Kyber768 /Kyber1024加密算法、Dilithium2 /Dilithium3 /Dilithium5數字簽名算法，其中：抗量子密碼算法Kyber512密鑰生成速度達到3600次/s、加密速度達到2600次/s和解密速度可達到1300次/s；Dilithium2算法密鑰生成速度達到990次/s、簽名速度達到300次/s和驗簽速度達到500次/s。同時AHC001芯片集成的ECC引擎支持實現國密SM2算法，可重構對稱密碼處理器可以采用可重構指令方式實現國密算法SM3/SM4等算法和國際通用算法DES/AES/SHA等算法。AHC001芯片內置真隨機數發生器，并具有電壓檢測、溫度檢測、頻率檢測、電源毛刺檢測、光檢測和金屬防護網等多種安全防護設計。AHC001芯片支持USB3.0接口、SD3.0/EMMC5.0接口、百兆以太網接口、SSI/SPI接口以及UART、ISO7816、I2C等必要的低速外設。AHC001芯片具備低功耗、算法可重構、高安全性以及高擴展性特點，可用于多種應用領域的產品高安全防護，適用于今后對安全要求較高的各種端和邊緣側設備場合。

近些年來，隨著量子計算技術的快速發展，傳統密碼算法的安全性受到極大挑戰。一方面，以Shor算法、Grover搜索算法、量子傅里葉變換算法為代表的量子算法相繼被提出，這些算法在量子計算機上運行，理論上可以顯著縮短傳統密碼算法所依賴數學問題的求解時間。例如Shor算法能夠高效解決大數分解和離散對數等數學難題，而這些難題正是目前廣泛使用的公鑰算法（如SM2、ECC和RSA）的理論基礎。由此可推知，一旦量子計算機技術發展成熟，當前使用的許多密碼算法都將被輕松破解，從而導致大范圍敏感信息泄露，甚至造成國家基礎設施癱瘓、國家信任體系崩潰、國家安全受損等嚴重后果。另一方面，量子計算芯片和量子計算機的研發正在快速推進。2024年12月，谷歌宣布研發出105量子比特的量子處理器“威洛（Willow）”，宣稱該芯片只用5分鐘即可完成現有運行速度最快的超級計算機要1025年才能完成的任務，后者的時間跨度甚至遠遠超出了宇宙的年齡。

未來，在量子計算機面前，作為傳統密碼算法根基的數學難題將毫無安全性可言，進而依賴傳統密碼算法而構建的信息安全系統及各種應用將面臨嚴峻的安全問題。諸如金融、通信、電力、數據存儲等，這些關鍵領域的信息安全關系著國計民生、社會穩定，若存在密碼體系被完全攻破的潛在威脅，將完全不可接受。因此，在量子計算威脅即將來臨之際，提前實現信息安全防護能力從傳統密碼防護向抗量子密碼防護的躍升、將傳統的密碼算法全面遷移到抗量子密碼算法便成了應有之義。各行業信息基礎設施和關鍵信息系統需在大規模量子計算機進入實際應用前完成密碼基礎設施的更新、密碼技術體系的升級，這不僅是關乎安全的迫切需求，也是推動數字經濟健康發展的關鍵舉措。由此可見，抗量子遷移不僅覆蓋面廣且勢在必行，潛在市場需求或蔚為可觀。

本次內測成功的抗量子密碼芯片AHC001可以同時支持傳統密碼算法和抗量子密碼算法應用，采用AHC001芯片的安全產品或設備可以通過傳統密碼算法和抗量子密碼算法共存方式，逐步進行抗量子密碼算法應用遷移；在保障原有業務不受影響的情況下，開展抗量子密碼算法在新業務中應用，既滿足現有業務系統密碼應用，又能有效抵御量子計算攻擊，增強安全產品或設備抗量子計算攻擊的能力。

此次由國芯科技與信大壹密聯合研發成功的AHC001芯片可以廣泛應用于金融、通信、電力、物聯網等有高安全要求的信息安全設備中，可作為公鑰基礎設施（PublicKey Infrastructure，PKI）參與數字安全基礎設施建設，助力保障新時代數字經濟發展。國芯科技將持續發揮在信息安全領域之所長，在量子時代到來之前，為構建起更加堅固的信息安全防線貢獻“芯”的力量。