iMessage PQ3 后量子加密是什么？一文看懂苹果全新讯息端对端加密技术

苹果在安全研究部落格正式宣布替 iMessage 讯息带来历史上最重大的加密安全升级，从 iOS 17.4 将替 iMessage 导入开创性「后量子加密协议 PQ3」，能够提升端对端的安全讯息传输技术。有关 iMessage 量子安全是什么、PQ3 背后工作原理和支援版本，将会在这篇全面分享让大家了解。

iMessage 后量子加密安全技术 PQ3 是什么？

PQ3 是一种突破性的后量子加密协议技术，也是苹果第一个能达到 3 级安全性讯息传递协议，能够抵抗複杂的量子攻击提供广泛防御的能力，该技术将应用在 iMessage 讯息加密上，在协议保护将超越所有其他广泛部署的通讯应用程式。

为何要替 iMessage 讯息加入量子安全技术？

iMessage 讯息最早在 2011 年推出，也是第一个提供端对端加密的通讯软体，苹果多年来持续提升加密技术，2019年还加强了iMessage的加密协议，从RSA转换为椭圆曲线密码学（ECC），透过设备保护加密的密钥，能够攻击者难以从设备中提取，该协议也在更新进一步提供了额外的防御层「定期重新生成密钥机制」，即使在密钥被破坏的的情况下，也能提供加密的自我修复能力。

通讯平台所用的传统公钥加密技术大多採用 RSA、椭圆曲线数位签章算法和Diffie-Hellman密钥交换，能够建立设备之间的安全端到端加密连接，但苹果发现这些都可能会被兴起的量子电脑给攻破，威胁到端对端加密通讯安全。

就算量子电脑尚不存在，如今还无法破解这些加密，但对于有丰富资源的攻击者可以收集大量加密数据，直到后续取得一台能解密的量子电脑后，就能进行解密和攻击，苹果称这攻击手法叫做「先收割、后解密」。

为了避免未来量子电脑带来的攻击风险，密码学界也一直在研究后量子密码学（PQC），能提供量子安全协议的公钥算法，不需要利用量子电脑也能运行。

当前苹果也成功替 iMessage 推出量子安全加密技术，能够在非传统电脑上运行，还能保持免受未来量子电脑攻击和威胁。

为何苹果会替加密协议取名为 PQ3 呢？

简单来说 PQ3 是目前唯一能达到第3级安全性加密的讯息端对端加密服务，大多数讯息聊天工具没有採用端对端加密就属于第0级，如有使用端对端加密最多只能视为第1级防护。

要是想达到第2级安全性标準，就需利用后量子密码学来建立初始密钥，如今攻击也进化到能够针对2级加密协议进行解密，导致能够取得密钥保护的消息内容。

苹果替 iMessage 採用一个大规模讯息传递平台 Signal ，採用两种安全保护，几个月前也替 Signal 增加对 PQXDH 协议的支持，成为首个能在初始密钥建立中，引入后量子安全性的大规模消息应用程式。

也让苹果能顺利将消息协议进一步发展，替 iMessage 引入第3级加密协议技术 PQ3，使用后量子密码学来保护初始密钥建立和持续消息交换，能够让特定密钥被破坏后，还能够迅速自动恢复对话的加密安全性的能力。

iMessage 量子安全如何启动和支援哪些系统？

苹果也公布能够支援 iMessage PQ3 后量子加密协议技术的系统需求，只要升级到 iOS 17.4、iPadOS 17.4、macOS 14.4 和 watchOS 10.4 系统后，全球各款 Apple 装置设备利用 iMesaage 讯息对话就能自动升级到后量子加密协议。

同时苹果也宣布 PQ3 后量子安全加密协议，将会在今年完全取代所有对话中的现有协议技术。

有关 iMessage 量子安全（PQ3）五大关键技术

苹果也分享重建 iMessage 最先进的端对端加密协议 PQ3，背后有五个关键技术：

• 从对话开始引入后量子密码学，以便所有通信都受到当前和未来对手的保护。
• 通过限制使用单个受损密钥可以解密的过去和未来消息的数量，减轻密钥破坏的影响。
• 使用混合设计将新的后量子算法与当前的椭圆曲线算法相结合，确保PQ3永远不会比现有的传统协议更不安全。
• 分摊消息大小，以避免因增加的安全性而产生过多的额外开销。
• 使用形式验证方法为新协议提供强大的安全保证。