Pregătirea pentru criptografia post-cuantică

Criptografia post-cuantică (PQC), uneori denumită rezistentă la cuantică, sau sigură pentru cuantică, este dezvoltarea de algoritmi criptografici (de obicei algoritmi cu cheie publică) despre care se crede în prezent că sunt siguri împotriva unui atac criptoanalitic de către un computer cuantic.[1] Cei mai utilizați algoritmi cu cheie publică se bazează pe dificultatea uneia dintre cele trei probleme matematice: problema factorizării întregi, problema logaritmului discret sau problema logaritmului discret cu curbă eliptică. Toate aceste probleme ar putea fi rezolvate cu ușurință pe un computer cuantic suficient de puternic care rulează algoritmul lui Shor[2][3] sau posibil alternative.[4][5]

În prezent, computerele cuantice nu au puterea de procesare pentru a sparge algoritmii criptografici utilizați pe scară largă;[6] cu toate acestea, din cauza timpului necesar pentru migrarea către criptografia sigură pentru cuantică, criptografii proiectează deja noi algoritmi pentru a se pregăti pentru Y2Q sau Q-Day, ziua în care algoritmii actuali vor fi vulnerabili la atacurile de calcul cuantic. Teorema lui Mosca oferă cadrul de analiză a riscurilor care ajută organizațiile să identifice cât de repede trebuie să înceapă migrarea.

Munca lor a atras atenția mediului academic și a industriei prin seria de conferințe PQCrypto găzduită din 2006, prin mai multe ateliere despre criptografia cuantică sigură găzduite de Institutul European de Standarde în Telecomunicații (ETSI) și prin Institutul pentru Calcul Cuantic.[7][8][9] Zvonurile despre existența pe scară largă a algoritmilor de tip harvest now, decrypt later, au fost, de asemenea, văzute ca o motivație pentru introducerea timpurie a algoritmilor post-cuantici, deoarece datele înregistrate acum pot rămâne sensibile mulți ani în viitor.[10][11][12]

Spre deosebire de amenințarea pe care o reprezintă calculul cuantic pentru algoritmii cu cheie publică actuali, majoritatea algoritmilor criptografici simetrici și a funcțiilor hash actuale sunt considerați relativ siguri împotriva atacurilor computerelor cuantice.[3][13] Deși algoritmul cuantic Grover accelerează atacurile împotriva cifrurilor simetrice, dublarea dimensiunii cheii poate contracara eficient aceste atacuri.[14] Astfel, criptografia simetrică post-cuantică nu trebuie să difere semnificativ de criptografia simetrică actuală.

În 2024, Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST) din SUA a lansat versiunile finale ale primelor sale trei standarde de criptografie post-cuantică.[15]

Infrastructurile digitale necesită o securitate cibernetică robustă. Sistemele criptografice sunt vitale pentru a proteja confidențialitatea și autenticitatea datelor. Calculul cuantic va reprezenta o amenințare pentru mulți dintre algoritmii criptografici utilizați pentru a atinge aceste obiective de protecție. Datele care în prezent nu sunt sigure din punct de vedere cuantic, fie că sunt stocate sau transmise, și care trebuie să rămână confidențiale pentru o lungă perioadă de timp, pot fi compromise în viitor de computerele cuantice (atacuri „recoltare acum, decriptare mai târziu”). În plus, autenticitatea va fi, de asemenea, pusă în pericol de computerele cuantice. Amenințarea pe care o reprezintă calculul cuantic pentru securitatea cibernetică poate fi contracarată printr-o tranziție promptă, cuprinzătoare și coordonată către criptografia post-cuantică (PQC).[16][17]

Referințe

1. „Post-Quantum Cryptography: A New Security Paradigm for the Post-Quantum Era”. Penta Security Inc. 2025-06-05. Retrieved 2025-07-10.
2. Shor, Peter W. (1997). „Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer”. SIAM Journal on Computing. 26 (5): 1484–1509. arXiv:quant-ph/9508027. Bibcode:1995quant.ph..8027S. doi:10.1137/S0097539795293172. S2CID 2337707.
3. Bernstein, Daniel J. (2009). „Introduction to post-quantum cryptography” (PDF). Post-Quantum Cryptography.
4. Kramer, Anna (2023). „‘Surprising and super cool’. Quantum algorithm offers faster way to hack internet encryption”. Science. 381 (6664): 1270. doi:10.1126/science.adk9443. PMID 37733849. S2CID 262084525.
5. Regev, Oded (2025-02-28). „An Efficient Quantum Factoring Algorithm”. Journal of the ACM. 72 (1): 1–13. arXiv:2308.06572. doi:10.1145/3708471. ISSN 0004-5411.
6. Gershon, Eric (2013-01-14). „New qubit control bodes well for future of quantum computing”. phys.org.
7. Heger, Monica (2009-01-01). „Cryptographers Take On Quantum Computers”. IEEE Spectrum.
8. „Q&A With Post-Quantum Computing Cryptography Researcher Jintai Ding”. IEEE Spectrum. 2008-11-01.
9. „ETSI Quantum Safe Cryptography Workshop”. ETSI Quantum Safe Cryptography Workshop. ETSI. October 2014. Archived from the original on 17 August 2016. Retrieved 24 February 2015.
10. Gasser, Linus (2023), Mulder, Valentin; Mermoud, Alain; Lenders, Vincent; Tellenbach, Bernhard (eds.), „Post-quantum Cryptography”, Trends in Data Protection and Encryption Technologies, Cham: Springer Nature Switzerland, pp. 47–52, doi:10.1007/978-3-031-33386-6_10, ISBN 978-3-031-33386-6
11. Townsend, Kevin (2022-02-16). „Solving the Quantum Decryption ‘Harvest Now, Decrypt Later’ Problem”. SecurityWeek. Retrieved 2023-04-09.
12. „Quantum-Safe Secure Communications” (PDF). UK National Quantum Technologies Programme. October 2021. Retrieved 2023-04-09.
13. Daniel J. Bernstein (2009-05-17). „Cost analysis of hash collisions: Will quantum computers make SHARCS obsolete?” (PDF).
14. Daniel J. Bernstein (2010-03-03). „Grover vs. McEliece” (PDF).
15. NIST Releases First 3 Finalized Post-Quantum Encryption Standards, NIST, August 13, 2024
16. „A Coordinated Implementation Roadmap for the Transition to Post-Quantum Cryptography”. European Union. 2025-06-23.
17. „The PQC Migration Handbook”. General Intelligence and Security Service. 2024-12-01.

(Include texte traduse și adaptate din Wikipedia de Nicolae Sfetcu)