维度网讯，麻省理工学院研究人员开发出一种超高效率微芯片，可使起搏器、胰岛素泵等无线医疗设备运行后量子密码学技术，抵御未来量子计算机攻击。该芯片尺寸约与细针尖相当，较先前设计的能效提升一个数量级以上，成果于2026年4月23日发表在IEEE定制集成电路会议上。

据MIT披露，该芯片集成了两种不同的PQC方案以实现冗余保护，并配备片上真随机数发生器用于安全密钥生成。芯片针对旁路攻击和电压毛刺等物理入侵手段设置了防护层，同时通过资源共享架构让两种PQC算法共用计算单元和内存模块，从而大幅压缩功耗。NIST于2024年8月正式发布首批后量子密码学标准FIPS 203至205，涵盖ML-KEM、ML-DSA和SLH-DSA三种算法，并计划逐步淘汰传统密码学协议。

研究第一作者、MIT电气工程与计算机科学研究生Seoyoon Jang指出，大量无线生物医疗设备因功耗限制而缺乏有效安全防护，而PQC的实施可能使功耗增加两到三个数量级。团队刻意避免简单增加计算能力，转而聚焦效率提升——仅在PQC协议最易受攻击的部分添加冗余防护。如果检测到电压毛刺，早期故障检测机制会中止操作，避免密钥暴露于受损状态。与其它PQC安全方案相比，该芯片实现20至60倍的能效提升。

这种将后量子密码学直接嵌入硅芯片的做法，解决了边缘设备中安全性与功耗的长期矛盾。Jang表示，PQC在算法层面极为安全，但抵御物理攻击通常需要额外对策，使能耗至少翻两到三倍。团队设计的芯片以极轻量方式同时应对算法和物理双重安全威胁，在0.86微焦耳每运算的功耗水平下完成PQC协议。这项技术不仅适用于医疗植入设备，还可拓展至工业传感器、智能库存标签等资源受限的边缘设备。

MIT教务长、论文资深作者Anantha Chandrakasan强调，向后量子方法过渡的过程中，为资源最有限的设备提供强安全保护至关重要。论文其他合作者包括Saurav Maji博士、访问学者Rashmi Agrawal、研究生Hyemin Stella Lee和Eunseok Lee，以及MIT机械工程副教授Giovanni Traverso。Traverso同时担任布莱根妇女医院胃肠病学家和Broad研究所成员。

医疗设备安全正面临量子计算时代的结构性威胁。现有公钥密码体制RSA和ECC在Shor算法面前存在被破解的理论路径，而植入式设备本身具有长生命周期——起搏器电池设计寿命通常为5至10年，意味着当前植入的设备必须在整个使用寿命内抗击未来量子攻击。NIST的PQC标准化进程和行业对加密敏捷性的呼吁，已促使医疗设备制造商开始评估安全架构升级路径。MIT团队基于28纳米CMOS工艺的设计成果，为这一转型提供了硬件层面的技术锚点。

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