یو ایس نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف اسٹینڈرڈز اینڈ ٹیکنالوجی (NIST) نے کرپٹوگرافک الگورتھم کے مقابلے کے فاتحین کا اعلان کیا جو کوانٹم کمپیوٹر پر انتخاب کے خلاف مزاحم ہیں۔ مقابلہ چھ سال قبل منعقد کیا گیا تھا اور اس کا مقصد پوسٹ کوانٹم کرپٹوگرافی الگورتھم کو معیار کے طور پر نامزدگی کے لیے منتخب کرنا ہے۔ مقابلے کے دوران، بین الاقوامی تحقیقی ٹیموں کے تجویز کردہ الگورتھم کا آزاد ماہرین نے ممکنہ خطرات اور کمزوریوں کے لیے مطالعہ کیا۔
کمپیوٹر نیٹ ورکس میں معلومات کی منتقلی کی حفاظت کے لیے استعمال کیے جانے والے عالمگیر الگورتھم میں سے فاتح CRYSTALS-Kyber تھا، جس کی طاقت نسبتاً چھوٹی چابیاں اور تیز رفتاری ہے۔ CRYSTALS-Kyber کو معیار کے زمرے میں منتقل کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ CRYSTALS-Kyber کے علاوہ، چار مزید عام مقصد والے الگورتھم کی نشاندہی کی گئی ہے - BIKE، Classic McEliece، HQC اور SIKE، جن کو مزید ترقی کی ضرورت ہے۔ ان الگورتھم کے مصنفین کے پاس 1 اکتوبر تک وضاحتیں اپ ڈیٹ کرنے اور نفاذ میں خامیوں کو دور کرنے کا موقع ہے، جس کے بعد انہیں فائنلسٹ میں بھی شامل کیا جا سکتا ہے۔
ڈیجیٹل دستخطوں کے ساتھ کام کرنے والے الگورتھم میں، CRYSTALS-Dilithium، FALCON اور SPHINCS+ کو نمایاں کیا گیا ہے۔ CRYSTALS-Dilithium اور FALCON الگورتھم انتہائی موثر ہیں۔ CRYSTALS-Dilithium کو ڈیجیٹل دستخطوں کے لیے بنیادی الگورتھم کے طور پر تجویز کیا جاتا ہے، اور FALCON ان حلوں پر مرکوز ہے جن کے لیے کم از کم دستخط کے سائز کی ضرورت ہوتی ہے۔ SPHINCS+ دستخطی سائز اور رفتار کے لحاظ سے پہلے دو الگورتھم سے پیچھے ہے، لیکن اسے بیک اپ آپشن کے طور پر فائنلسٹ میں شامل کیا گیا ہے، کیونکہ یہ بنیادی طور پر مختلف ریاضیاتی اصولوں پر مبنی ہے۔
خاص طور پر، CRYSTALS-Kyber، CRYSTALS-Dilithium اور FALCON الگورتھم جالی نظریہ کے مسائل کو حل کرنے پر مبنی کرپٹوگرافی کے طریقے استعمال کرتے ہیں، جن کے حل کا وقت روایتی اور کوانٹم کمپیوٹرز پر مختلف نہیں ہوتا ہے۔ SPHINCS+ الگورتھم ہیش فنکشن پر مبنی کرپٹوگرافی کے طریقے استعمال کرتا ہے۔
بہتری کے لیے چھوڑے گئے آفاقی الگورتھم بھی دوسرے اصولوں پر مبنی ہیں - BIKE اور HQC الجبری کوڈنگ تھیوری اور لکیری کوڈز کے عناصر کا استعمال کرتے ہیں، جو غلطی کی اصلاح کی اسکیموں میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔ NIST ان الگورتھم میں سے ایک کو مزید معیاری بنانے کا ارادہ رکھتا ہے تاکہ پہلے سے منتخب کردہ CRYSTALS-Kyber الگورتھم کا متبادل فراہم کیا جا سکے، جو کہ جعلی نظریہ پر مبنی ہے۔ SIKE الگورتھم supersingular isogeny (supersingular isogeny گراف میں چکر لگانا) کے استعمال پر مبنی ہے اور اسے معیاری بنانے کے لیے امیدوار بھی سمجھا جاتا ہے، کیونکہ اس کا کلیدی سائز سب سے چھوٹا ہے۔ کلاسک McEliece الگورتھم فائنلسٹوں میں شامل ہے، لیکن عوامی کلید کے بہت بڑے سائز کی وجہ سے اسے ابھی تک معیاری نہیں بنایا جائے گا۔
نئے کرپٹو الگورتھم کو تیار کرنے اور معیاری بنانے کی ضرورت اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ کوانٹم کمپیوٹرز، جو حال ہی میں فعال طور پر ترقی کر رہے ہیں، قدرتی نمبر کو بنیادی عوامل (RSA, DSA) اور بیضوی وکر پوائنٹس کے مجرد لوگارتھم میں تحلیل کرنے کے مسائل کو حل کرتے ہیں۔ ECDSA)، جو جدید غیر متناسب انکرپشن الگورتھم پر مشتمل ہے۔ عوامی کلیدیں اور کلاسیکی پروسیسرز پر مؤثر طریقے سے حل نہیں کی جا سکتی ہیں۔ ترقی کے موجودہ مرحلے پر، کوانٹم کمپیوٹرز کی صلاحیتیں موجودہ کلاسیکی انکرپشن الگورتھم اور ای سی ڈی ایس اے جیسی عوامی کلیدوں پر مبنی ڈیجیٹل دستخطوں کو توڑنے کے لیے ابھی کافی نہیں ہیں، لیکن یہ خیال کیا جاتا ہے کہ 10 سال کے اندر صورت حال بدل سکتی ہے اور یہ ضروری ہے۔ کرپٹو سسٹمز کو نئے معیارات پر منتقل کرنے کی بنیاد تیار کرنا۔
ماخذ: opennet.ru