Let's Encrypt官宣Merkle树证书计划应对量子挑战

6月3日，Let's Encrypt发布了一项重要计划——为应对即将到来的量子计算时代，他们正式推出了Merkle Tree Certificates（默克尔树证书）的采用计划。这并非小规模尝试，而是全球最大证书颁发机构的一次前瞻性布局。

先简单介绍背景：Let's Encrypt由互联网安全研究小组（ISRG）运营，是一家非营利性证书颁发机构，目前全球超过3亿个网站都在使用其服务。他们的目标很明确——让所有网站都能安全地使用HTTPS。此次动作，本质上是在为Web认证体系的“量子危机”提前做准备。

Let's Encrypt在博文中指出，一旦量子计算机真正成熟，RSA、ECDSA等当前广泛使用的签名算法很可能变得不再安全。届时，整个Web认证体系需要提前切换，否则标准、软件和基础设施的适配速度将严重滞后。

问题的核心在于带宽。目前，在RSA和ECDSA签名方案下，一次TLS握手通常仅需几百字节至2KB。但如果采用ML-DSA-44这类后量子签名算法，最坏情况下握手数据可能超过10KB。证书链体积增大，网页连接就会更慢，且更容易失败——这显然不是我们希望看到的。

默克尔树证书的设计思路颇具巧思：把多张证书打包成一个集合，用一个签名覆盖整个集合。客户端无需为每张证书单独验证完整签名，只需确认某张证书确实包含在这棵树中即可。这样一来，后量子签名带来的额外通信开销就能大幅削减。

根据Let's Encrypt提供的对比数据，默克尔树证书可将通信量降至传统后量子证书方案的大约十分之一。这一降幅相当显著。该机构计划在2026年下半年推出可签发此类证书的测试环境，并力争在2027年完成生产环境的部署。留给行业适应的时间窗口较为紧迫，但方向已经明确。