National Institute of Standards and Technology (NIST) je predstavil prve tri standarde, ki določajo kriptoalgoritme, odporne na kvantna računalnika. Prvi standardizirani algoritem (CRYSTALS-Kyber) določa način inkapsulacije ključev in je namenjen šifriranju izmenjave podatkov, medtem ko dva druga (CRYSTALS-Dilithium in Sphincs+) izvajata različice oblikovanja digitalnih podpisov, ki se lahko uporabljajo za reševanje nalog, povezanih z avtentikacijo. Da bi se izognili zmedi, so standardizirane različice algoritmov ponovno poimenovane: CRYSTALS-Kyber v ML-KEM, CRYSTALS-Dilithium v ML-DSA in Sphincs+ v SLH-DSA. Izbrani algoritmi se razvijajo od leta 2016 in so zmagovalci prej razglašenega NIST-ovega tekmovanja za razvoj postkvantne kriptografije.
Zadnje čase hitro razvijajoči se kvantni računalniki bistveno hitro rešujejo naloge razkrajanja naravnega števila na praštevila (RSA) in diskretnega logaritmiranja točk eliptične krivulje (ECDSA), ki temeljijo na sodobnih asimetričnih algoritmih šifriranja z odprtim ključem, ki jih klasični procesorji ne morejo učinkovito rešiti. Na trenutni stopnji razvoja zmožnosti kvantnih računalnikov ni dovolj, da bi prelomili aktualne klasične algoritme šifriranja in digitalnih podpisov, ki temeljijo na odprtem ključu, kot je ECDSA, vendar se predvideva, da se lahko situacija spremeni že v tem desetletju.
Sprejeti standardi:
- FIPS 203 — obravnava se kot glavni standard za šifriranja podatkov, ki uporablja algoritem CRYSTALS-Kyber (ML-KEM — Module-Lattice Key-Encapsulation Mechanism) za organizacijo izmenjave ključev med stranmi, ki izvajajo šifriranje in dešifriranje podatkov. Algoritem CRYSTALS-Kyber uporablja metode kriptografije, temelječe na reševanju nalog teorije mrež, pri čemer se čas reševanja ne razlikuje med navadnimi in kvantnimi računalniki. Prednosti izbranega algoritma so relativno majhna velikost ključev in visoka hitrost delovanja.
- FIPS 204 — primarni standard za oblikovanje digitalnih podpisov, ki temelji na algoritmu CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA — Module-Lattice Digital Signature Algorithm), ki, tako kot CRYSTALS-Kyber, temelji na teoriji mrež.
- FIPS 205 — alternativni standard za formiranje digitalnih potpisa, koji koristi algoritam Sphincs+ (SLH-DSA — Bezdržavni digitalni potpis temeljen na hash funkcijama), koji primenjuje metode kriptografije zasnovane na hash funkcijama. Sphincs+ je sporiji od CRYSTALS-Dilithium po veličini potpisa i brzini rada, ali se oslanja na potpuno drugačije matematičke principe, tj. ostat će efikasan u slučaju kompromitacije algoritama zasnovanih na teoriji rešetki.
Pored toga, do kraja godine planira se usvajanje četvrtog standarda — FIPS 206, namenjenog za rad sa digitalnim potpisima i zasnovanog na algoritmu FALCON, koji, kao i algoritmi CRYSTALS-Kyber i CRYSTALS-Dilithium, koristi rešenja problema teorije rešetki, ali se za razliku od njih fokusira na primene koje zahtevaju minimalnu veličinu potpisa. Standardizovana verzija algoritma FALCON biće dostupna pod nazivom FN-DSA (FFT (brza Furijeva transformacija) preko NTRU-Lattice Digital Signature Algorithm). Do kraja godine planira se takođe izbor algoritama za kreiranje alternativnih standarda opšteg šifrovanja, koji će se zasnivati na drugim principima rada od onih koji su korišćeni u standardu FIPS 203 temeljenom na algoritmu CRYSTALS-Kyber.
Izvor: opennet.ru
