人工智能学院2025届学生毕业综合实践优秀作品

作品名称：基于后量子密码的加密通信系统设计与实现

作    者：金朝博、黄培涵

专    业：信息安全技术应用

班    级：信安2201

指导教师：谷蒙蒙（讲师）

作品特点：

本毕业设计专注于后量子密码学领域，针对量子计算对传统公钥加密算法的潜在威胁，选取Kyber算法为核心研究对象。通过深入学习分析Kyber算法，结合WebAssembly（WASM）技术，实现浏览器端高效加密解密与动态密钥管理。

加密通信系统整体分为前端UI模块、WASM加密模块和密钥管理模块三部分：前端模块负责用户操作与消息展示；WASM模块基于Emscripten编译，为Kyber算法提供可移植、高性能计算接口；密钥管理机制确保密钥生成、分发和更新环节的准确性与可控性。课题重点解决浏览器端通信数据加密解密效率问题，并构建动态适配的密钥更新与分发机制。

经性能测试与功能验证，系统在主流浏览器环境中展现良好兼容性与可靠性。实验结果表明，Kyber算法加解密在计算效率方面满足普通Web应用场景需求，为量子计算环境下的浏览器端安全通信提供可行技术方案。该设计在保护用户数据与通信隐私方面具有积极意义。

作品说明：

1. 课题来源：比赛项目

2. 作品功能：实现Web环境下信息加密通信并提升安全性与可靠性

3. 设计方法或设计思路：采用模块化架构、科学密钥管理、协议优化及硬件加速与智能资源调配的多技术融合思路

成果展示：

图1  导航页面

图2  聊天界面

图3  算法效率

指导教师点评：

基于量子计算带来的传统密码算法危机，本课题对后量子密码算法展开研究，并选取Kyber算法在web前端进行开发实现，并为前端开发者提供简洁易用的API接口，在浏览器中就能够完成重要数据的加密与解密过程，不需要依赖于后端服务器。课题以加密通信为例，对研究成果进行应用，应用场景较为简单，实用性较弱，后续可就更具体的应用场景展开探索。