የዩኤስ ብሄራዊ ደረጃዎች እና ቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት (NIST) በኳንተም ኮምፒዩተር ላይ መመረጥን የሚቋቋሙ ክሪፕቶግራፊክ ስልተ ቀመሮች ውድድር አሸናፊዎችን አስታወቀ። ውድድሩ የተካሄደው ከስድስት ዓመታት በፊት ሲሆን ዓላማውም ድህረ-ኳንተም ክሪፕቶግራፊ አልጎሪዝም እንደ መስፈርት ለመመረጥ ተስማሚ ነው። በውድድሩ ወቅት በአለም አቀፍ የምርምር ቡድኖች የቀረቡት ስልተ ቀመሮች ለጉዳት ተጋላጭነት እና ድክመቶች በገለልተኛ ባለሙያዎች ተጠንተዋል።
በኮምፒዩተር ኔትወርኮች ውስጥ የመረጃ ስርጭትን ለመከላከል ጥቅም ላይ ከሚውሉት ሁለንተናዊ ስልተ ቀመሮች መካከል አሸናፊው CRYstals-Kyber ሲሆን ጥንካሬዎቹ በአንጻራዊ ሁኔታ አነስተኛ መጠን ያላቸው ቁልፎች እና ከፍተኛ ፍጥነት ናቸው። ክሪስታል-ካይበር ወደ ደረጃዎች ምድብ እንዲሸጋገር ይመከራል. ከ CRYstals-Kyber በተጨማሪ አራት ተጨማሪ አጠቃላይ ዓላማ ያላቸው ስልተ ቀመሮች ተለይተዋል - BIKE፣ Classic McEliece፣ HQC እና SIKE፣ ይህም ተጨማሪ እድገት ያስፈልገዋል። የእነዚህ ስልተ ቀመሮች ደራሲዎች እስከ ኦክቶበር 1 ድረስ ዝርዝር መግለጫዎችን ለማዘመን እና በአፈፃፀሙ ውስጥ ያሉ ድክመቶችን ለማስወገድ እድሉ ተሰጥቷቸዋል, ከዚያ በኋላ በመጨረሻዎቹ እጩዎች ውስጥ ሊካተቱ ይችላሉ.
ከዲጂታል ፊርማዎች ጋር አብሮ ለመስራት ከሚታሰቡ ስልተ ቀመሮች መካከል፣ CRYSTALS-Dilithium፣ FALCON እና SPHINCS+ ተደምጠዋል። የ CRYSTALS-ዲሊቲየም እና FALCON ስልተ ቀመሮች በጣም ውጤታማ ናቸው። ክሪስታል-ዲሊቲየም ለዲጂታል ፊርማዎች እንደ ዋና አልጎሪዝም ይመከራል እና FALCON አነስተኛ የፊርማ መጠን በሚያስፈልጋቸው መፍትሄዎች ላይ ያተኮረ ነው። SPHINCS+ በፊርማ መጠን እና ፍጥነት ከመጀመሪያዎቹ ሁለት ስልተ ቀመሮች ኋላ ቀርቷል፣ ነገር ግን በመሰረታዊ የተለያዩ የሂሳብ መርሆዎች ላይ የተመሰረተ ስለሆነ እንደ ምትኬ አማራጭ ከመጨረሻዎቹ መካከል ተካቷል።
በተለይም የ CRYstals-Kyber, CRYstals-Dilithium እና FALCON ስልተ ቀመሮች የላቲስ ቲዎሪ ችግሮችን በመፍታት ላይ የተመሰረተ የክሪፕቶግራፊ ዘዴዎችን ይጠቀማሉ, የመፍትሄው ጊዜ በተለመደው እና በኳንተም ኮምፒዩተሮች ላይ አይለያይም. SPHINCS+ አልጎሪዝም ሃሽ ተግባርን መሰረት ያደረጉ የክሪፕቶግራፊ ቴክኒኮችን ይጠቀማል።
ለመሻሻል የተቀሩት ሁለንተናዊ ስልተ ቀመሮች እንዲሁ በሌሎች መርሆዎች ላይ የተመሰረቱ ናቸው - BIKE እና HQC የአልጀብራ ኮድ ንድፈ ሃሳብ እና የመስመር ኮዶችን ይጠቀማሉ ፣ እንዲሁም በስህተት እርማት እቅዶች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ። NIST በላቲስ ቲዎሪ ላይ የተመሰረተ ቀድሞውንም ከተመረጠው CRYstals-Kyber ስልተ ቀመር ሌላ አማራጭ ለማቅረብ ከእነዚህ ስልተ ቀመሮች ውስጥ አንዱን የበለጠ መደበኛ ለማድረግ አስቧል። የSIKE አልጎሪዝም በሱፐርሲንግular isogeny አጠቃቀም ላይ የተመሰረተ ነው (በሱፐርሲንግላር isogeny ግራፍ ውስጥ መዞር) እና እንዲሁም አነስተኛውን የቁልፍ መጠን ስላለው ለስታንዳርድ እጩነት ይቆጠራል። ክላሲክ McEliece አልጎሪዝም ከመጨረሻዎቹ እጩዎች መካከል ነው፣ ነገር ግን በጣም ትልቅ በሆነው የህዝብ ቁልፍ መጠን ምክንያት እስካሁን ደረጃውን የጠበቀ አይሆንም።
አዳዲስ ክሪፕቶ-አልጎሪዝምን የማዘጋጀት እና ደረጃውን የጠበቀ የኳንተም ኮምፒዩተሮችን በንቃት በማደግ ላይ ያሉት ኮምፒውተሮች የተፈጥሮን ቁጥር ወደ ዋና ምክንያቶች (RSA ፣ DSA) የመበስበስ ችግሮች እና የሞላላ ጥምዝ ነጥቦችን (discrete ሎጋሪዝም) በመፍታት ምክንያት ነው። ኢ.ሲ.ዲ.ሲ.ዲ.ኤ)፣ ዘመናዊ ያልተመሳሳይ ምስጠራ ስልተ ቀመሮችን መሠረት ያደረገ። ይፋዊ ቁልፎች እና በጥንታዊ ፕሮሰሰሮች ላይ በብቃት ሊፈቱ አይችሉም። አሁን ባለው የዕድገት ደረጃ የኳንተም ኮምፒውተሮች አቅም አሁን ያለውን ክላሲካል ኢንክሪፕሽን አልጎሪዝምን እና እንደ ኢሲዲኤስኤ ባሉ የህዝብ ቁልፎች ላይ የተመሰረቱ ዲጂታል ፊርማዎችን ለመስበር በቂ አይደለም ነገር ግን ሁኔታው በ10 ዓመታት ውስጥ ሊቀየር እንደሚችል ተገምቷል እና አስፈላጊ ነው። ክሪፕቶሲስተሮችን ወደ አዲስ ደረጃዎች ለማስተላለፍ መሰረትን ለማዘጋጀት.
ምንጭ: opennet.ru