加密：试验后量子密码学（PQC）

我们需要用量子鲁棒的方法替换所有现有的公钥方法。Cloudflare 是推动加密方法最前沿的一家公司。事实上，他们的 CIRCL 库已经包含 Kyber、SIDH 和 Frodo：

Kyber 密钥交换。Kyber，在本例中，我们将实施 Kyber512、Kyber738 和 Kyber1024，以创建量子鲁棒的密钥交换。
Kyber，SIKE 和混合密钥交换。 Hybrid。
使用Cloudflare的SIDH。SIDH。后量子密钥交换。
SIKE 与Go的秘密共享。SIKE。具有密钥封装的后量子密钥交换。
CSIDH Go。CSIDH。后量子密钥交换。
SIKE密钥交换。SIKE。
Frodo。Frodo KEM是基于误差学习问题(LWE)的。

互联网安全的一个核心部分是每次我们连接到一个网站时发生的密钥交换机制。这是客户端和服务器之间协商加密密钥的地方。遗憾的是，互联网上现有的密钥交换大多使用ECDH(椭圆曲线Diffie Hellman)，并且可能被量子计算机破解。

总的来说，Cloudflare的两个核心关注点是安全性和性能。他们的核心服务旨在以快速有效的方式交付内容，以及他们将在哪里缓存内容并以比从目标网站交付的速度更快的速度交付内容。因此，转向PQC进行密钥交换对于评估其对客户网络连接的影响是很重要的。

SIKE 正在努力解决一个重大漏洞，Kyber 在可能用于 PQC 密钥交换的方法上处于领先地位。该标准将于2024年完成。目前支持的方法包括X25519Kyber512 和 X25519Kyber768。

Cloudflare现在会要求公司注册他们的网站进行测试，并同时使用Kyber和经典的X25519密钥交换方法(以保持与现有系统的兼容性)。

测试

Cloudflare现在已经使用BoringSSL库和Go运行了混合密钥交换方法的体验。该脚本添加Xyber521D00的曲线名称，并运行：

$ git clone https://github.com/cloudflare/boringssl-pq
[snip]
$ cd boringssl-pq && mkdir build && cd build && cmake .. -Gninja && ninja 
[snip]
$ ./tool/bssl client -connect pq.cloudflareresearch.com -server-name pq.cloudflareresearch.com -curves **Xyber512D00**
  Connecting to [2606:4700:7::a29f:8a55]:443
Connected.
  Version: TLSv1.3
  Resumed session: no
  Cipher: TLS_AES_128_GCM_SHA256
  ECDHE curve: **X25519Kyber512Draft00**
  Signature algorithm: ecdsa_secp256r1_sha256
  Secure renegotiation: yes
  Extended master secret: yes
  Next protocol negotiated: 
  ALPN protocol: 
  OCSP staple: no
  SCT list: no
  Early data: no
  Encrypted ClientHello: no
  Cert subject: CN = *.pq.cloudflareresearch.com
  Cert issuer: C = US, O = Let's Encrypt, CN = E1

Go代码：

package main
import (
  "crypto/tls"
  "fmt"
  "net/http"
)
func main() {
  http.DefaultTransport.(*http.Transport).TLSClientConfig = &tls.Config{
    CurvePreferences: []tls.CurveID{tls.X25519Kyber512Draft00, tls.X25519},
    CFEventHandler: func(ev tls.CFEvent) {
      switch e := ev.(type) {
      case tls.CFEventTLS13HRR:
        fmt.Printf("HelloRetryRequest\n")
      case tls.CFEventTLS13NegotiatedKEX:
        switch e.KEX {
        case tls.X25519Kyber512Draft00:
          fmt.Printf("Used X25519Kyber512Draft00\n")
        default:
          fmt.Printf("Used %d\n", e.KEX)
        }
      }
    },
  }
  if _, err := http.Get("https://pq.cloudflareresearch.com"); err != nil {
    fmt.Println(err)
  }
}