L'Institut national des standards et de la technologie des États-Unis (NIST) a présenté les trois premières normes définissant des algorithmes cryptographiques résistants aux attaques sur un ordinateur quantique. Le premier algorithme standardisé (CRYSTALS-Kyber) définit un moyen d'encapsulation des clés et est destiné à chiffrer l'échange de données, tandis que les deux autres (CRYSTALS-Dilithium et Sphincs+) mettent en œuvre des variantes de formation de signatures numériques pouvant être utilisées pour résoudre des problèmes liés à l'authentification. Pour éviter toute confusion, les variantes standardisées des algorithmes ont été renommées : CRYSTALS-Kyber devient ML-KEM, CRYSTALS-Dilithium devient ML-DSA, et Sphincs+ devient SLH-DSA. Les algorithmes choisis sont en cours de développement depuis 2016 et sont les gagnants du concours NIST précédemment annoncé sur le développement d'algorithmes de cryptographie post-quantique.
Les ordinateurs quantiques, en plein développement ces derniers temps, résolvent beaucoup plus rapidement les problèmes de décomposition d'un nombre naturel en facteurs premiers (RSA) et de logarithmique discret des points sur une courbe elliptique (ECDSA), qui sous-tendent les algorithmes modernes de chiffrement asymétrique à clé publique, efficacement insolubles sur des processeurs classiques. À l'heure actuelle, les capacités des ordinateurs quantiques ne sont pas encore suffisantes pour violer les algorithmes de chiffrement classiques et les signatures numériques basées sur des clés publiques, tels que l'ECDSA, mais il est prévu que la situation pourrait changer dès cette décennie.
Normes adoptées :
- FIPS 203 — considéré comme la norme principale pour chiffrement des données, utilisant l'algorithme CRYSTALS-Kyber (ML-KEM — Module-Lattice Key-Encapsulation Mechanism) pour organiser l'échange de clés entre les parties effectuant le chiffrement et le déchiffrement des données. L'algorithme CRYSTALS-Kyber utilise des méthodes cryptographiques basées sur la résolution de problèmes en théorie des réseaux, dont le temps de résolution ne diffère pas sur des ordinateurs classiques et quantiques. Les avantages de l'algorithme choisi incluent une taille de clé relativement petite et une haute vitesse de fonctionnement.
- FIPS 204 — norme primaire pour la formation de signatures numériques, basée sur l'algorithme CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA — Module-Lattice Digital Signature Algorithm), qui, comme CRYSTALS-Kyber, se base sur la théorie des réseaux.
- FIPS 205 — une norme alternative pour la formation de signatures numériques, utilisant l'algorithme Sphincs+ (SLH-DSA — Algorithme de signature numérique sans état basé sur des hachages), qui applique des méthodes de cryptographie basées sur des fonctions de hachage. Sphincs+ est en retard par rapport à CRYSTALS-Dilithium en ce qui concerne la taille des signatures et la vitesse de fonctionnement, mais repose sur des principes mathématiques totalement différents, ce qui signifie qu'il restera efficace en cas de compromission des algorithmes basés sur la théorie des réseaux.
En outre, d'ici la fin de l'année, il est prévu d'approuver la quatrième norme — FIPS 206, destinée à fonctionner avec des signatures numériques et basée sur l'algorithme FALCON, qui, tout comme les algorithmes CRYSTALS-Kyber et CRYSTALS-Dilithium, repose sur la résolution de problèmes de théorie des réseaux, mais diffère de ceux-ci par son orientation vers des applications nécessitant une taille de signature minimale. La variante standardisée de l'algorithme FALCON sera fournie sous le nom de FN-DSA (FFT (Transformation de Fourier rapide) sur l'algorithme de signature numérique NTRU-Lattice). D'ici la fin de l'année, il est également prévu de choisir des algorithmes pour créer des normes alternatives de chiffrement général, qui seront basées sur des principes de fonctionnement différents de ceux utilisés dans la norme FIPS 203 basée sur l'algorithme CRYSTALS-Kyber.
Source : opennet.ru
