Il National Institute of Standards and Technology (NIST) degli Stati Uniti ha presentato i primi tre standard che definiscono algoritmi crittografici resistenti agli attacchi dei computer quantistici. Il primo algoritmo standardizzato (CRYSTALS-Kyber) stabilisce un metodo di incapsulazione delle chiavi ed è progettato per la crittografia dello scambio di dati, mentre i due successivi (CRYSTALS-Dilithium e Sphincs+) implementano varianti per la generazione di firme digitali, utilizzabili per affrontare questioni relative all'autenticazione. Per evitare confusione, le varianti standardizzate degli algoritmi sono state rinominate: CRYSTALS-Kyber diventa ML-KEM, CRYSTALS-Dilithium diventa ML-DSA e Sphincs+ diventa SLH-DSA. Gli algoritmi selezionati sono in fase di sviluppo dal 2016 e sono i vincitori del precedente concorso del NIST per la creazione di algoritmi di crittografia post-quantistica.
I computer quantistici, che si sono sviluppati rapidamente negli ultimi tempi, risolvono in modo radicalmente più veloce problemi di fattorizzazione di numeri interi in fattori primi (RSA) e logaritmi discreti sui punti delle curve ellittiche (ECDSA), che sono alla base degli attuali algoritmi di crittografia asimmetrica a chiave pubblica, efficientemente irrisolvibili su processori classici. Nella fase attuale di sviluppo delle capacità dei computer quantistici, non sono ancora sufficienti per compromettere gli algoritmi di crittografia classica attuale e le firme digitali 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 la crittografia dei dati, che utilizza l'algoritmo CRYSTALS-Kyber (ML-KEM — Module-Lattice Key-Encapsulation Mechanism) per organizzare lo scambio di chiavi tra le parti che effettuano la crittografia e la decrittografia dei dati. L'algoritmo CRYSTALS-Kyber si basa su metodi crittografici basati sulla soluzione di problemi di teoria delle griglie, il cui tempo di risoluzione non differisce tra computer classici e quantistici. I punti di forza dell'algoritmo scelto includono la dimensione relativamente piccola delle chiavi e l'alta velocità di funzionamento.
- 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 griglie.
- FIPS 205 — 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 crittografici basati su funzioni hash. Sphincs+ è inferiore a CRYSTALS-Dilithium in termini di dimensione delle firme e velocità di funzionamento, ma si basa su principi matematici completamente diversi, quindi rimarrà efficace in caso di compromissione degli algoritmi basati sulla teoria delle griglie.
Inoltre, entro la fine dell'anno è previsto l'approvazione di un quarto standard — FIPS 206, destinato alla gestione delle firme digitali e basato sull'algoritmo FALCON, che, come gli algoritmi CRYSTALS-Kyber e CRYSTALS-Dilithium, si basa sulla risoluzione di problemi di teoria delle griglie, ma si concentra sulle applicazioni in cui è richiesto un valore minimo di firma. La variante standardizzata dell'algoritmo FALCON sarà fornita sotto il nome di FN-DSA (FFT (Trasformata di Fourier veloce) over NTRU-Lattice Digital Signature Algorithm). Entro la fine dell'anno si prevede anche di selezionare algoritmi per la creazione di standard alternativi di crittografia generale, che si baseranno su principi di funzionamento diversi da quelli utilizzati nello standard FIPS 203 basato sull'algoritmo CRYSTALS-Kyber.
Fonte: opennet.ru
