ԱՄՆ Ստանդարտների և տեխնոլոգիաների ազգային ինստիտուտը (NIST) հայտարարել է գաղտնագրման ալգորիթմների մրցույթի հաղթողներին, որոնք դիմացկուն են քվանտային համակարգչի վրա ընտրությանը։ Մրցույթը կազմակերպվել է վեց տարի առաջ և նպատակ ունի որպես ստանդարտ ընտրել հետքվանտային ծածկագրման ալգորիթմներ, որոնք հարմար են անվանակոչման համար։ Մրցույթի ընթացքում միջազգային հետազոտական թիմերի կողմից առաջարկված ալգորիթմներն ուսումնասիրվել են անկախ փորձագետների կողմից՝ հնարավոր խոցելիության և թույլ կողմերի համար:
Համընդհանուր ալգորիթմների շարքում հաղթող է ճանաչվել համակարգչային ցանցերում տեղեկատվության փոխանցումը պաշտպանելու համար CRYSTALS-Kyber-ը, որի ուժեղ կողմերն են ստեղների համեմատաբար փոքր չափը և բարձր արագությունը: CRYSTALS-Kyber-ը խորհուրդ է տրվում ստանդարտների կատեգորիա տեղափոխելու համար: Բացի CRYSTALS-Kyber-ից, հայտնաբերվել են ևս չորս ընդհանուր նշանակության ալգորիթմներ՝ BIKE, Classic McEliece, HQC և SIKE, որոնք պահանջում են հետագա զարգացում: Այս ալգորիթմների հեղինակները մինչև հոկտեմբերի 1-ը հնարավորություն ունեն թարմացնել տեխնիկական բնութագրերը և վերացնել ներդրումներում առկա թերությունները, որից հետո նրանք նույնպես կարող են ընդգրկվել եզրափակիչ փուլի մասնակիցների մեջ։
Թվային ստորագրությունների հետ աշխատանքին ուղղված ալգորիթմներից առանձնանում են CRYSTALS-Dilithium, FALCON և SPHINCS+։ CRYSTALS-Dilithium և FALCON ալգորիթմները բարձր արդյունավետություն ունեն: CRYSTALS-Dilithium-ը առաջարկվում է որպես թվային ստորագրությունների առաջնային ալգորիթմ, իսկ FALCON-ը կենտրոնացած է լուծումների վրա, որոնք պահանջում են ստորագրության նվազագույն չափ: SPHINCS+-ը զիջում է առաջին երկու ալգորիթմներին ստորագրության չափի և արագության առումով, սակայն այն ներառված է եզրափակիչ փուլ անցածների շարքում՝ որպես պահեստային տարբերակ, քանի որ հիմնված է սկզբունքորեն տարբեր մաթեմատիկական սկզբունքների վրա:
Մասնավորապես, CRYSTALS-Kyber, CRYSTALS-Dilithium և FALCON ալգորիթմները օգտագործում են գաղտնագրման մեթոդներ, որոնք հիմնված են ցանցի տեսության խնդիրների լուծման վրա, որոնց լուծման ժամանակը չի տարբերվում սովորական և քվանտային համակարգիչների վրա: SPHINCS+ ալգորիթմը օգտագործում է հեշ ֆունկցիայի վրա հիմնված գաղտնագրման տեխնիկա:
Բարելավման համար մնացած ունիվերսալ ալգորիթմները հիմնված են նաև այլ սկզբունքների վրա. BIKE-ը և HQC-ն օգտագործում են հանրահաշվական կոդավորման տեսության և գծային կոդեր, որոնք օգտագործվում են նաև սխալների ուղղման սխեմաներում: NIST-ը մտադիր է հետագայում ստանդարտացնել այս ալգորիթմներից մեկը՝ այլընտրանք ապահովելու արդեն ընտրված CRYSTALS-Kyber ալգորիթմին, որը հիմնված է ցանցի տեսության վրա: SIKE ալգորիթմը հիմնված է գերեզակի իզոգենիայի օգտագործման վրա (շրջանում է գերեզակի իզոգենության գրաֆիկում) և համարվում է նաև որպես ստանդարտացման թեկնածու, քանի որ այն ունի ամենափոքր բանալի չափը: Դասական McEliece ալգորիթմը եզրափակիչ փուլ անցածների թվում է, բայց դեռ չի ստանդարտացվել հանրային բանալին շատ մեծ չափի պատճառով:
Նոր կրիպտոալգորիթմների մշակման և ստանդարտացման անհրաժեշտությունը պայմանավորված է նրանով, որ քվանտային համակարգիչները, որոնք վերջերս ակտիվորեն զարգանում են, լուծում են բնական թիվը պարզ գործոնների (RSA, DSA) և էլիպսային կորի կետերի դիսկրետ լոգարիթմի տարրալուծման խնդիրները ( ECDSA), որոնք ընկած են ժամանակակից ասիմետրիկ գաղտնագրման ալգորիթմների հիմքում, հանրային բանալիներ և չեն կարող արդյունավետորեն լուծվել դասական պրոցեսորների վրա: Զարգացման ներկա փուլում քվանտային համակարգիչների հնարավորությունները դեռ բավարար չեն՝ կոտրելու ընթացիկ դասական գաղտնագրման ալգորիթմները և թվային ստորագրությունները՝ հիմնված հանրային բանալիների վրա, ինչպիսին է ECDSA-ն, սակայն ենթադրվում է, որ իրավիճակը կարող է փոխվել 10 տարվա ընթացքում, և դա անհրաժեշտ է։ հիմք պատրաստել կրիպտոհամակարգերը նոր ստանդարտներին փոխանցելու համար։
Source: opennet.ru