مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) به تازگی چهار الگوریتم رمزنگاری را برای استفاده در برابر کامپیوترهای کوانتومی و استانداردسازی آنها توصیه کرده که میتواند منجر به حفاظت موثر تر از اطلاعات در مقابل قدرت محاسباتی بالای کامپیوترهای کوانتومی شوند. در سال 2015 NSA برنامههای خود را برای انتقال به الگوریتمهای رمزنگاری کوانتومی اعلام کرد و آمادگی عمومی برای پذیرش تکنولوژیهای رمزنگاری جدیدتر در آینده و زمانی که الگوریتمهای کنونی AES و RSA توسط کامپیوترهای کوانتومی ناایمن شوند را افزایش داد.
محققان در گوگل و همچنین در کشور سوئد سال گذشته توصیه کردند که یک کامپیوتر 20 میلیون کیوبیتی احتمالا بتواند در 8 ساعت اعداد صحیح 2,048 بیتی را در سیستم رمزنگاری RSA پیدا کند! عدهای دیگر از همین افراد در فرانسه نیز ادعا کردند که میتوان اعداد صحیح RSA-2,048 بیتی را با بهرهمندی از 13,436 کیوبیت و برخورداری از حافظه چند حالته در 177 روز پیدا کرد. با این حال کامپیوترهای کوانتومی کنونی کیوبیتهای کمی دارند و مقدار آنها هنوز به حدی نرسیده که بتواند برای شکستن الگوهای رمزنگاری امروزی قابل استفاده باشد.
رقابت 82 الگوریتم در سال 2017 آغاز شده و تاکنون 7 مورد از آن ها به مراحل پایانی رسیده اند
در همین راستا IBM اخیراً از یک پردازنده 127 کیوبیتی کوانتومی رونمایی کرد و این شرکت اظهار کرد که قصد دارد تا پایان 2023 یک تراشه 1000 کیوبیتی تولید کند. نقشه راه IBM برای تولید کامپیوترهای کوانتومی در نهایت به دستگاههایی با پشتیبانی از 1 میلیون کیوبیت میرسد که در زمانی نامشخص برای عرضه اعلام شده است. در همین راستا مرکز محاسباتی Jülich Supercomputing Center (JSC) در آلمان و شرکت کانادایی D-Wave Systems سیستمهای کوانتومی با پشتیبانی از 5000 کیوبیت در اختیار دارد، با این حال تمام کیوبیتها برابر با یکدیگر نیستند و کامپیوترهای D-Wave و JSC بر پردازندهی کیوبیتهای annealing که در حل مسائل مرتبط با بهینهسازی ماهر اند متکی هستند.
کار NIST هنوز تمام نشده و مرحله چهارم و نهایی برای پروتکل های رمزنگاری باقی مانده
این در حالی است که کامپیوترهای IBM بر مدل gate-based کوانتومی کار میکنند که دیتای ورودی را دریافت میکند و در یک حالت واحد و عملیاتی پردازش میکند و با کمک الگوریتم Shor’s Algorithm روش بسیار بهتری برای شکستن الگوهای رمزنگاری ارائه میکند. در هر صورت چیزی که مسلم است این است که کامپیوترهای کوانتومی در آینده، قادر به شکستن الگوریتمهای حفاظت از دیتا و رمزنگاری کنونی خواهند بود و با پیشرفت این نوع تکنولوژی، پروتکلهای رمزنگاری نیز باید ارتقا پیدا کنند. مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) از سال 2017 با کار بر روی 82 الگوریتم رمزنگاری، در فرآیند بهبود این تکنولوژی در جهانِ پس از کوانتوم مشارکت داشته و از این تعداد 69 الگوریتم مراحل اول تست را پشت سر گذاشتند.
CRYSTALS-KYBER پتانسیل این را دارد که جایگزین AES شود
در سال 2019 تنها 26 پروتکل رمزنگاری موفق به راهیابی به مراحل بعدی شدند و در سال بعد از آن یعنی 2020 این تعداد به 7 الگوریتم رسید. مراحل پایانی اکنون تقریبا به آخر رسیده و چهار نامزد احتمالی برای استانداردسازی رمزنگاری کوانتومی معرفی شدهاند و احتمالا شاهد پذیرش این نوع الگوهای رمزگذاری در آینده توسط شرکتها و نهادها از جمله NSA که مطابق با استاندارهای NIST در این رابطه عمل میکند باشیم. NIST در بیانیهای گفت:
“مؤسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا دو الگوریتم اصلی CRYSTALS-KYBER (استقرار کلید رمز) و CRYSTALS-Dilithium (امضای دیجیتال) را برای پیادهسازی در اکثر شرایط توصیه میکند و علاوه بر اینها استانداردسازی طرحهای امضای دیجیتال مبتنی بر هش +SPHINCS و FALCON نیز صورت میگیرد.”
Bruce Schneier فردی آشنا با مباحث رمزنگاری رقابت 82 الگوریتم در NIST را بسیار سخت و جدی توصیف کرد و اذعان کرد که حذف اکثر الگوریتمها با اختلال در عملکرد و شکستن رمزنگاری آنها صورت گرفته بود. اما با این حال چهار پروتکل بالا از بقیه بهتر عمل کردند و مؤسسه استاندارد نیز پیادهسازی آنها را اعلام کرد.
با این وجود کار NIST به پایان نرسیده و این نهاد مرحله چهارم و نهایی نیز برای الگوریتمهای باقی مانده برگزار خواهد کرد که در آن چهار الگوریتم فوق میتوانند مشخصات خود را ارتقا دهند و بهینه کنند. 4 نامزد دیگر که شامل Classic McEliece ،BIKE ،HQC و SIKE میشوند برای تکنولوژی Key-Establishment Mechanism که در واقع اشتراک گذاری کلید رمز بین دو طرف در یک بستر ناامن (اینترنت) است خواهند جنگید.
توسط 
دیدگاهتان را بنویسید