L'Istituto Nazionale degli Standard e della Tecnologia degli Stati Uniti (NIST) ha presentato i primi tre standard che definiscono criptalgoritmi resistenti agli attacchi informatici su computer quantistici. Il primo algoritmo standardizzato (CRYSTALS-Kyber) definisce un metodo di incapsulamento delle chiavi ed è destinato alla crittografia per lo scambio di dati, mentre gli altri due (CRYSTALS-Dilithium e Sphincs+) implementano varianti per la generazione di firme digitali che possono essere utilizzate per affrontare problemi legati all'autenticazione. Per evitare confusione, le varianti standardizzate degli algoritmi sono state rinominate: CRYSTALS-Kyber in ML-KEM, CRYSTALS-Dilithium in ML-DSA e Sphincs+ in SLH-DSA. Gli algoritmi scelti sono in fase di sviluppo dal 2016 e sono vincitori del concorso NIST per lo sviluppo di algoritmi di crittografia post-quantistica già annunciato.
I computer quantistici, che si stanno sviluppando attivamente negli ultimi tempi, risolvono in modo radicalmente più veloce i problemi di fattorizzazione di numeri naturali in fattori primi (RSA) e di logaritmizzazione discreta sui punti delle curve ellittiche (ECDSA), che sono alla base degli attuali algoritmi di crittografia asimmetrica a chiave pubblica, non risolvibili in modo efficace sui processori classici. Attualmente, le capacità dei computer quantistici non sono ancora sufficienti per compromettere gli algoritmi di crittografia e le firme digitali classiche basate su chiavi pubbliche, come l'ECDSA, ma si prevede che la situazione possa cambiare già in questo decennio.
Standard adottati:
- FIPS 203 - considerato lo standard principale per di dati, che utilizza l'algoritmo CRYSTALS-Kyber (ML-KEM - Module-Lattice Key-Encapsulation Mechanism) per organizzare lo scambio di chiavi tra le parti che eseguono la crittografia e la decrittazione dei dati. L'algoritmo CRYSTALS-Kyber utilizza metodi crittografici basati sulla risoluzione di problemi della teoria delle reticoli, i cui tempi di risoluzione non differiscono tra computer classici e quantistici. I punti di forza dell'algoritmo scelto sono le dimensioni relativamente ridotte delle chiavi e l'alta velocità di elaborazione.
- FIPS 204 - standard primario per la generazione di firme digitali, basato sull'algoritmo CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA - Module-Lattice Digital Signature Algorithm), che come CRYSTALS-Kyber si basa sulla teoria delle reticoli.
- FIPS 205 — uno standard alternativo per la generazione di firme digitali, che utilizza l'algoritmo Sphincs+ (SLH-DSA — Stateless Hash-Based Digital Signature Algorithm), il quale applica metodi di crittografia basati su funzioni hash. Sphincs+ è inferiore a CRYSTALS-Dilithium per dimensione delle firme e velocità di esecuzione, ma si basa su principi matematici completamente diversi, cioè rimarrà efficace in caso di compromissione degli algoritmi basati sulla teoria delle griglie.
Inoltre, entro la fine dell'anno è previsto l'approvazione del quarto standard — FIPS 206, destinato a lavorare con firme digitali e basato sull'algoritmo FALCON, che, come gli algoritmi CRYSTALS-Kyber e CRYSTALS-Dilithium, è fondato sulla risoluzione di problemi della teoria delle griglie, ma a differenza di questi è orientato alle applicazioni in cui è richiesta una dimensione di firma minimale. La variante standardizzata dell'algoritmo FALCON sarà fornita con il nome FN-DSA (FFT (trasformata di Fourier veloce) over NTRU-Lattice Digital Signature Algorithm). Entro la fine dell'anno è inoltre prevista la selezione di algoritmi per la creazione di standard alternativi di crittografia generale, che saranno basati su principi di funzionamento diversi rispetto a quelli coinvolti nello standard FIPS 203 basato sull'algoritmo CRYSTALS-Kyber.
Fonte: opennet.ru
