現(xiàn)如今，量子計算不再只是一個囿于研究實驗室的概念。隨著硬件和算法快速發(fā)展，當前密碼系統(tǒng)面臨的風險與日俱增。2025年，谷歌和微軟相繼推出集成105個量子比特的Willow芯片和Majorana 1處理器，這表明可擴展的量子系統(tǒng)正迅速融入現(xiàn)實。業(yè)內(nèi)專家預計，能夠破解RSA-2048加密的量子計算機最早有望在2030年至2035年問世。然而，這種威脅并非僅存在于遙遠的未來。
攻擊者會采用“先收集、后解密”（HNDL）式攻擊，為未來的量子時代做好準備。這意味著他們會先收集加密數(shù)據(jù)，然后等到量子技術(shù)成熟后再進行解密。因此，企業(yè)需要立即采取行動，引入后量子加密（PQC）技術(shù)，確保敏感數(shù)據(jù)得到長期保護。
對于FPGA開發(fā)人員和架構(gòu)師而言，需要面對這種日益增長的威脅即刻采取行動。為了滿足當下的加密需求，萊迪思半導體近日宣布推出業(yè)界首個支持后量子加密的FPGA系列——萊迪思MachXO5?-NX TDQ，該系列旨在為控制型 FPGA 提供面向未來、堅實可靠的安全防護，助力行業(yè)平穩(wěn)完成向后量子密碼體系的過渡。
MachXO5-NX TDQ的獨有特性
萊迪思MachXO5-NX TDQ FPGA系列作為面向未來、提供全面保護的安全平臺，將低于量子加密、加密敏捷性以及可靠的硬件性能整合到同一解決方案中。
全面支持后量子加密和經(jīng)典加密算法
· 完全符合CNSA 2.0以及美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）批準的PQC算法，包括ML-KEM（用于密鑰封裝）、ML-DSA（用于數(shù)字簽名），以及基于哈希的LMS/XMSS（用于安全代碼和固件認證）。
· 向下兼容經(jīng)典算法，如AES256-GCM、SHA2/3、ECDSA和RSA，確保與現(xiàn)有系統(tǒng)無縫集成。
加密敏捷性有助于抵御新興威脅
· 憑借獨特的架構(gòu)（專利申請中）可實現(xiàn)現(xiàn)場加密算法的更新，從而確保安全系統(tǒng)適應(yīng)不斷發(fā)展的安全標準要求和網(wǎng)絡(luò)威脅。
· 配備防回滾版本保護，確保僅有經(jīng)授權(quán)的最新算法被使用。
硬件可信根與安全啟動
· 通過可信單芯片啟動及唯一器件密鑰（UDS）為每次部署提供安全基礎(chǔ)。
· 安全鎖定（SPI和JTAG編程接口）防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和篡改。
彈性密鑰管理與混合安全機制
· 每個器件最多支持8個密鑰認證密鑰（KAK）和2,048個鏡像簽名密鑰（ISK），每個密鑰槽具有獨立的撤銷機制和算法彈性。
· 混合加密模型同時支持經(jīng)典和PQC算法，可實現(xiàn)分層安全保護和平穩(wěn)遷移。
抗量子安全信道與認證
· 基于硬件的ML-KEM可實現(xiàn)抵御量子攻擊的密鑰交換并建立安全信道，支持多個安全等級。
· 基于最小均方（LMS）的位流認證，確保僅加載授權(quán)固件，在經(jīng)過驗證的硬件安全模塊（HSM）內(nèi)執(zhí)行簽名并支持片上驗證。
端到端平臺安全
· 全面支持安全協(xié)議與數(shù)據(jù)模型（SPDM）1.4，利用PQC基元實現(xiàn)雙向認證、密鑰交換及會話機密性。 · 混合平臺固件保護恢復（PFR）結(jié)合了PQC和經(jīng)典加密方法，可實現(xiàn)符合NIST SP 800-193標準的可靠硬件認證與恢復。
無縫集成，實戰(zhàn)即用
· 最新版本的萊迪思Lattice Radiant? 設(shè)計軟件已經(jīng)添加對這些產(chǎn)品的支持，新舊項目均可輕松部署。
· 面向AI優(yōu)化數(shù)據(jù)中心、工業(yè)以及通信基礎(chǔ)設(shè)施提供安全保護。
萊迪思MachXO5-NX TDQ系列憑借全面的抗量子和經(jīng)典加密功能，成為業(yè)界首個完全符合CNSA 2.0、支持后量子加密、具備加密敏捷性和硬件可信根的安全控制FPGA平臺。這些技術(shù)優(yōu)勢可以直接轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用中的安全性和靈活性，并為面臨新一輪網(wǎng)絡(luò)威脅的開發(fā)人員以及企業(yè)帶來安心保障。
隨著量子計算從概念走向現(xiàn)實，傳統(tǒng)加密技術(shù)面臨的風險與日俱增。MachXO5-NX TDQ系列能夠?qū)崿F(xiàn)基于硬件的抗量子密鑰交換、彈性密鑰管理以及與現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施的無縫整合，從而幫助開發(fā)人員提前應(yīng)對這些威脅。不論是構(gòu)建安全的數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)還是通信平臺，F(xiàn)PGA系列都能為其保駕護航，開發(fā)出具有韌性且適應(yīng)未來需求的設(shè)計。
如需進一步了解萊迪思MachXO5-NX TDQ FPGA及其技術(shù)優(yōu)勢，請訪問產(chǎn)品頁面及產(chǎn)品相關(guān)白皮書，敬請期待。歡迎訪問萊迪思FPGA安全解決方案頁面并聯(lián)系我們的團隊，共同探索如何為您的設(shè)計構(gòu)建面向未來的安全防護。
