Institutul Național de Standarde și Tehnologii din SUA (NIST) a prezentat primele trei standarde care definesc criptografii rezistente la atacurile calculatoarelor cuantice. Primul algoritm standardizat (CRYSTALS-Kyber) definește un mod de incapsulare a cheilor și este destinat criptării schimbului de date, în timp ce celelalte două (CRYSTALS-Dilithium și Sphincs+) implementează variante de generare a semnăturilor digitale, care pot fi utilizate pentru a rezolva probleme legate de autentificare. Pentru a evita confuzia, variantele standardizate ale algoritmilor au fost redenumite: CRYSTALS-Kyber în ML-KEM, CRYSTALS-Dilithium în ML-DSA, iar Sphincs+ în SLH-DSA. Algoritmii selectați sunt în dezvoltare din 2016 și sunt câștigători ai concursului NIST anterior anunțat pentru dezvoltarea algoritmilor de criptografie post-quantum.
Computerele cuantice, care au evoluat rapid în ultima vreme, rezolvă mult mai repede problemele de descompunere a numerelor naturale în factori primi (RSA) și logaritmii discreți ai punctelor pe curba eliptică (ECDSA), care stau la baza algoritmilor moderni de criptare asimetrici pe cheie publică, eficient imposibil de rezolvat pe procesoarele clasice. În prezent, capacitățile calculatoarelor cuantice nu sunt suficiente pentru a sparge algoritmii clasici actuali de criptare și semnături digitale bazate pe chei publice, cum ar fi ECDSA, dar se estimează că situația se va schimba în acest deceniu.
Standarde acceptate:
- FIPS 203 — considerat standardul principal pentru criptarea datelor, utilizând algoritmul CRYSTALS-Kyber (ML-KEM — Modul-Lattice Key-Encapsulation Mechanism) pentru a organiza schimbul de chei între părțile care efectuează criptare și decriptare a datelor. Algoritmul CRYSTALS-Kyber folosește metode criptografice bazate pe soluționarea problemelor din teoria rețelelor, timpul de soluționare nefiind diferit pe computerele obișnuite și cele cuantice. Avantajele algoritmului ales sunt dimensiunea relativ mică a cheilor și viteza mare de lucru.
- FIPS 204 — standardul primar pentru generarea semnăturilor digitale, bazat pe algoritmul CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA — Modul-Lattice Digital Signature Algorithm), care, la fel ca CRYSTALS-Kyber, se bazează pe teoria rețelelor.
- FIPS 205 — un standard alternativ pentru formarea semnăturilor digitale, utilizând algoritmul Sphincs+ (SLH-DSA — Algoritmul de Semnătură Digitală Bazat pe Hash fără Stat), care aplică metode de criptografie bazate pe funcții hash. Sphincs+ este inferior lui CRYSTALS-Dilithium în dimensiunea semnăturilor și viteza de operare, dar se bazează pe principii matematice complet diferite, adică va rămâne eficient în cazul compromiterii algoritmilor bazati pe teoria rețelelor.
În plus, până la sfârșitul anului se preconizează aprobarea celui de-al patrulea standard — FIPS 206, destinat lucrului cu semnături digitale și bazat pe algoritmul FALCON, care, la fel ca algoritmii CRYSTALS-Kyber și CRYSTALS-Dilithium, se bazează pe soluționarea problemelor din teoria rețelelor, dar spre deosebire de aceștia, este orientat spre aplicații care necesită dimensiuni minime ale semnăturii. Varianta standardizată a algoritmului FALCON va fi furnizată sub numele FN-DSA (FFT (Transformarea Rapidă a Fourier) peste Algoritmul de Semnătură Digitală NTRU-Lattice). Până la sfârșitul anului se plănuiește, de asemenea, alegerea algoritmilor pentru crearea unor standarde alternative de criptare generală, care vor fi bazate pe principii de operare diferite față de cele implicate în standardul FIPS 203 bazat pe algoritmul CRYSTALS-Kyber.
Sursa: opennet.ro
