Anar al contingut

Criptografia postcuántica

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Criptografia postcuántica
Archiu:IBMQ system (Fraunhofer 2).jpg
Quàntum System One, un ordenador quàntic de IBM de 2019 que conta en 20 qubits superconductores. El primer en ser comercial.

La criptografia postcuántica (PQC de l'anglés Post-Quàntum Cryptography), també cridada Criptografia resistent a la computació quàntica, es referix a algoritmes criptográficos que siguen resistents a atacs efectuats per mig de computació quàntica.[1][2] A este tipo de criptografia no pertanyen els algoritmes de clau pública més populars, que poden ser superats per un ordenador quàntic suficientment potent fent us del algoritme de Shor.[3][4] Encara que els actuals ordenadors quàntics experimentals no són encara capaços d'atacar qualsevol algoritme criptográfico real, molts criptógrafos estan dissenyant algoritmes resistents per a alvançar-se a l'amenaça.[5] Este treball ha captat gran atenció per part d'acadèmics i l'indústria a raïl de la série de conferències PQCrypto des de 2006 i més recentment per varis Tallers del European Telecommunications Standards Institute (ETSI) sobre Criptografia Segura Quàntica.[6][7][8]

En contrast a l'amenaça que supon la computació quàntica per als actuals algoritmes de clau pública o asimètrica, la majoria dels actuals algoritmes criptográficos simètrics (criptografia simètrica i funcions hash criptográficas) es consideren relativament segurs davant atacs per ordenadors quàntics.[4][9] Mentres que l'algoritme quàntic de Grover accelera la capacitat dels atacs contra la criptografia simètrica, duplicar el tamany de la clau amprada en els mateixos pot impedir estos atacs.[10] Per això la criptografia simètrica postcuántica no diferix significativament de l'actual criptografia simètrica.

La criptografia postcuántica és diferent a la criptografia quàntica, que consistix en utilisar fenomens quàntics per a conseguir el secret i detectar l'espionage.

Famílies d'algoritmes

[editar | editar còdic]

A continuació, es mostren les famílies d'algoritmes més prometedores per a proporcionar seguritat postcuántica:[11][1]

  • Criptografia basada en còdic (CBC de l'anglés Code-Based Cryptography). Es basa en l'us de còdics de correcció d'errors per a dissenyar esquemes de sifrat asimètric. Propost per primera volta per Robert McEliece en 1978. Eixemples d'algoritmes d'este tipo són el criptosistema de McEliece i l'esquema de Niederreiter. El principal problema del sistema original és el gran tamany de la clau pública, la qual pot superar el megabyte.[12]
  • Criptografia basada en hash (HBC de l'anglés Hash-Based Cryptography). Es basa en l'us de funcions hash per a crear criptografia de clau pública. Les funcions hash ya són una de les ferramentes criptográficas més utilisades. Este tipo criptografia basada en hash és flexible i pot complir en diferents expectatives de rendiment. En el costat negatiu, els esquemes de firma basats en hash són principalment en estat, lo que significa que la clau privada deu actualisar-se despuix de cada us; de lo contrari, la seguritat no està garantisada. Hi ha esquemes basats en hash que no tenen estat, pero tenen el cost de firmes més llargues, temps de processament més significatius i la necessitat del firmant de realisar un seguiment de certa informació, com a quantes voltes es va usar una clau per a crear una firma.
  • Criptografia basada en retículs (LBC de l'anglés Lattice based cryptography). Els retículs es definixen com un conjunt de punts que es distribuïxen de forma regular en un pla n-dimensional infinit. És un cas particular de la criptografia basada en problemes de suma de subconjunts. Introduïda per primera volta en 1996 per Miklós Ajtai. Tenen algunes característiques atractives, com la dificultat de durea en el pijor dels casos. Ademés, presenten simplicitat i paralelisme i són lo suficientment versàtils com per a construir esquemes criptográficos robusts. Finalment, són l'única família d'algoritmes que conté els tres tipos de primitives requerides per a construir una infraestructura de clau pública post-quàntica: sifrat de clau pública, intercanvie de claus i firma digital.
  • Criptografia basada en funcions polinomiales multivariables (MVC de l'anglés Multivariate-Based Cryptography) o Criptografia multivariante. El terme multivariable fa referència a que els polinomis que s'utilisen tenen més d'una variable. És la criptografia de clau pública les claus públiques de la qual representen un mapa polinomial multivariado i no llineal (generalment quadràtic). S'ha demostrat que la resolució d'estos sistemes és NP-completa, lo que convertix a esta família d'algoritmes en bons candidats per a la criptografia post-quàntica. Actualment, este tipo d'esquemes de sifrat són menys eficients que atres esquemes, ya que requerixen claus públiques llargues i temps de dessifrat prolongats. Per un atre costat, varen resultar ser més adequats per a construir esquemes de firmes, ya que proporcionen els tamanys de firma més curts entre els algoritmes post-quàntics, encara que incorren en claus públiques prou grans.

Busca d'estàndarts

[editar | editar còdic]

L'iniciativa de busca d'estàndarts poscuánticos més important és la del NIST (Procés d'estandardisació de criptografia postcuántica de el NIST). Hi ha busca en dos categories: per a firma digital i para sifrat i intercanvi de claus (PKE/KEM).[13] Actualment està en la fase final i hi ha seleccionats 7 finalista (4 per a PKE/KEM i 3 per a firma digital).[14][15] Dels 4 finalistes de PKE, 3 són basats en retículs i 1 està basat en còdic.[14] Dels 3 finalistes de firma digital, 2 estan basats en retículs i 1 en esquemes multivariable.[14]

Hi ha atres organismes i comités d'estàndarts que també busquen estàndarts poscuánticos, la majoria dels quals fan el seu treball en coordinació en el concurs de el NIST.[13] Per eixemple, entre els organismes sectorials està el ISO, ITU-T SC 17, IETF i X9 (Financial Industry Standards).[13] A nivell europeu està el ETSI i ENISA.[13]

China ha llançat el seu propi concurs obert per a l'elecció dels estàndarts post-quàntics, a través de la Chinese Association for Cryptographic Research (CACR) a la que s'han presentat 38 candidats.[13]

Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ 1,0 1,1 Estat de la criptografia post-quàntica i simulacions d'algoritmes post-quàntics. Álvaro Rodrigo Reis Rosat. Universitat Autònoma de Barcelona. Setembre de 2018
  2. ↑ Desenmarañando l'enredre quàntic de la ciberseguridad: ordenadors quàntics, criptografia quàntica i post-quàntica. Gonzalo Álvarez Marañón. blogthinkbig.com. 20 d'abril de 2021
  3. ↑ Peter W. Shor (1995-08-30).
  4. ↑ 4,0 4,1 Daniel J. Bernstein (2009).
  5. ↑ "New qubit control bodes well for future of quàntum computing". phys.org. 
  6. ↑ "Cryptographers Take On Quàntum Computers".
  7. ↑ "Q&A With Post-Quàntum Computing Cryptography Researcher Jintai Ding".
  8. ↑ "ETSI Quàntum Safe Cryptography Workshop" [1] archivat en Wayback Machine..
  9. ↑ Daniel J. Bernstein (2009-05-17).
  10. ↑ Daniel J. Bernstein (2010-03-03).
  11. ↑ Prova quàntica de pròxima generació PKI i certificats digitals. Giannis Naziridis . ssl.com. 16 de setembre de 2021
  12. ↑ IEEE Security & Privacy.15(4)
    44–50.ISSN 1558-4046.doi:10.1109/MSP.2017.3151345.Consultat el 2026-06-14.
  13. ↑ 13,0 13,1 13,2 13,3 13,4 EL CONCURSO DEL NIST PARA LOS ESTÁNDARES DE CRIPTOGRAFÍA POST-CUÁNTICA. IGNACIO LUENGO. Criptografia en l'era quàntica. IT User · MAYO 2021
  14. ↑ 14,0 14,1 14,2 NIST Status Update on the 3 Round. Dustin Moody. NIST
  15. ↑ PQC Standardization Process: Third Round Candidate Announcement . Computer Security Resource Center. NIST 22 de juliol de 2020


Referències

[editar | editar còdic]


Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Criptografia_postcuántica&oldid=993429»