የዩኤስ ብሄራዊ ደረጃዎች እና ቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት (NIST) በኳንተም ኮምፒዩተር ላይ የጭካኔ ኃይልን የሚቋቋሙ ክሪፕቶግራፊክ ስልተ ቀመሮችን የሚወስኑ የመጀመሪያዎቹን ሶስት ደረጃዎች አስተዋውቋል። የመጀመሪያው ደረጃውን የጠበቀ አልጎሪዝም (CRYSTALS-Kyber) ቁልፎችን የማሸግ ዘዴን ይገልፃል እና የመረጃ ልውውጦችን ለማመስጠር የተነደፈ ሲሆን የተቀሩት ሁለቱ (CRYSTALS-Dilithium እና Sphincs+) ከማረጋገጥ ጋር የተያያዙ ችግሮችን ለመፍታት ዲጂታል ፊርማዎችን ለማመንጨት አማራጮችን ይተግብሩ . ግራ መጋባትን ለማስወገድ፣ ደረጃውን የጠበቁ የአልጎሪዝም ልዩነቶች ተለውጠዋል፡- CRYstals-Kyber ወደ ML-KEM፣ CRYstals-Dilithium ወደ ML-DSA፣ እና Sphincs+ ወደ SLH-DSA። የተመረጡት ስልተ ቀመሮች እ.ኤ.አ. ከ2016 ጀምሮ በሂደት ላይ ናቸው እና ቀደም ሲል ይፋ የተደረገው የNIST ውድድር ለድህረ-ኳንተም ክሪፕቶግራፊ አልጎሪዝም ልማት አሸናፊዎች ናቸው።
ከቅርብ ጊዜ ወዲህ በንቃት በመጎልበት ላይ ያሉት ኳንተም ኮምፒውተሮች የተፈጥሮን ቁጥር ወደ ፕራይም ፋክተርስ (RSA) እና ዲስኩሪተ ሎጋሪዝም ኦቭ ሞላላ ከርቭ ነጥቦች (ኢ.ሲ.ሲ.ኤስ.ኤ) የመፍታት ችግሮችን በመፍታት የዘመናዊ ያልተመጣጠነ የህዝብ ቁልፍ ምስጠራ ስልተ ቀመሮችን መሠረት በማድረግ ፈጣን ናቸው። በክላሲካል ማቀነባበሪያዎች ላይ ውጤታማ በሆነ መንገድ መፍታት። አሁን ባለው የዕድገት ደረጃ የኳንተም ኮምፒዩተሮች አቅም አሁን ያለውን ክላሲካል ኢንክሪፕሽን አልጎሪዝምን እና እንደ ኢሲዲኤስኤ ባሉ የህዝብ ቁልፎች ላይ የተመሰረቱ ዲጂታል ፊርማዎችን ለመስበር በቂ አይደለም ነገርግን ሁኔታው በዚህ አስርት አመታት ውስጥ ሊቀየር ይችላል ተብሎ ይታሰባል።
ተቀባይነት ያላቸው ደረጃዎች፡-
- FIPS 203 ለሚከተሉት ዋና መመዘኛዎች ይቆጠራል ምስጠራ dannyx, ይህም የክሪስታልስ-ኪበር አልጎሪዝም (ML-KEM - ሞዱል-ላቲስ ቁልፍ-ኢንካፕሱሌሽን ሜካኒዝም) የሚጠቀም ሲሆን ይህም መረጃዎችን በሚመሰጥሩ እና በሚፈቱ ወገኖች መካከል የቁልፍ ልውውጥን ለማደራጀት ነው። የክሪስታልስ-ኪበር አልጎሪዝም የላቲስ-ቲዎሬቲክ ችግሮችን በመፍታት ላይ የተመሰረቱ የክሪፕቶግራፊክ ዘዴዎችን ይጠቀማል፣ የመፍትሄ ጊዜያቸው በባህላዊ እና በኳንተም ኮምፒውተሮች ላይ ተመሳሳይ ነው። የዚህ ስልተ ቀመር ጥቅሞች በአንጻራዊ ሁኔታ አነስተኛ የቁልፍ መጠኖችን እና ከፍተኛ ፍጥነትን ያካትታሉ።
- FIPS 204 በ CRYSTALS-Dilithium Algorithm (ML-DSA - Module-Lattice Digital Signature Algorithm) ላይ በመመስረት ዲጂታል ፊርማዎችን ለማመንጨት ቀዳሚ መስፈርት ነው፣ እሱም እንደ CRYSTALS-Kyber፣ በላቲስ ቲዎሪ ላይ የተመሰረተ።
- FIPS 205 Sphincs+ Algorithm (SLH-DSA - Stateless Hash-Based Digital Signature Algorithm) የሚጠቀም ዲጂታል ፊርማዎችን ለማመንጨት አማራጭ መስፈርት ሲሆን በሃሽ ላይ የተመሰረተ ምስጠራ ዘዴዎችን ይጠቀማል። Sphincs + በፊርማው መጠን እና ፍጥነት ከ CRYSTALS-Dilithium ኋላ ቀርቷል፣ ነገር ግን ሙሉ ለሙሉ በተለያዩ የሂሳብ መርሆዎች ላይ የተመሰረተ ነው፣ ማለትም። በላቲስ ቲዎሪ ላይ የተመሰረቱ ስልተ ቀመሮችን መጣስ ውጤታማ ሆኖ ይቆያል።
በተጨማሪም በዓመቱ መጨረሻ አራተኛውን ደረጃ ለማጽደቅ ታቅዷል - FIPS 206, ከዲጂታል ፊርማዎች ጋር ለመስራት የተነደፈ እና በ FALCON ስልተ-ቀመር ላይ የተመሰረተ, እንደ ክሪስታል-ካይበር እና ክሪስታል-ዲሊቲየም ስልተ ቀመሮች ላይ የተመሰረተ ነው. የላቲስ ቲዎሪ ችግሮችን መፍታት፣ ግን ከነሱ በተቃራኒ አነስተኛ የፊርማ መጠን ለሚፈልጉ መተግበሪያዎች ያተኮረ ነው። ደረጃውን የጠበቀ የFALCON ስልተ ቀመር በFN-DSA (ኤፍኤፍቲ (ፈጣን ፎሪየር ትራንስፎርም) በ NTRU-ላቲስ ዲጂታል ፊርማ ስልተ-ቀመር) ስር ይቀርባል። በዓመቱ መገባደጃ ላይ፣ አማራጭ አጠቃላይ የኢንክሪፕሽን ደረጃዎችን ለመፍጠር ስልተ ቀመሮችን ለመምረጥ ታቅዷል፣ ይህም በ CRYstals-Kyber ስልተ-ቀመር መሠረት በ FIPS 203 መስፈርት ውስጥ ከተካተቱት ሌሎች የአሠራር መርሆዎች ጋር ይመሰረታል ።
ምንጭ: opennet.ru
