Актуальность квантовых угроз и постквантовые алгоритмы защиты данных

Статьи Рекомендовано РАО

Квантовая угроза — новый вызов информационной безопасности для государства и бизнеса во всем мире. Новые поколения вычислительных устройств – мощные квантовые компьютеры – за счёт принципиально новой схемотехники и логики работы смогут взломать существующие методы защиты информации.

Антон Гугля

генеральный директор компании QApp. Квантово-устойчивые решения защиты данных

В горизонте нескольких лет полностью небезопасными становятся многие традиционные алгоритмы криптографии:

распределение ключей (ECDH, DH);
асимметричное шифрование (RSA);
электронная подпись (ECDSA, DSA, ГОСТ Р 34.10-2012).

Многие страны уже включают квантовую угрозу в свои стратегии национальной кибербезопасности. Квантово-устойчивые (постквантовые) алгоритмы – наиболее оптимальный способ защиты ценных данных от квантовой угрозы.

Что такое постквантовые алгоритмы?

Постквантовые алгоритмы – новый класс асимметричных алгоритмов шифрования, устойчивых к кибератакам с применением как классических, так и квантовых компьютеров. Постквантовые криптографические алгоритмы могут быть легко интегрированы с серверной инфраструктурой, мобильными и веб-сервисами.Они основаны на специальном классе математических преобразований, инвертирование которых представляет большую сложность как для классических, так и для квантовых компьютеров.

Говоря на языке теории сложности, современные алгоритмы шифрования с открытым ключом основаны на классе задач, которые относятся к категории BQP (bounded-error quantum polynomial) – такие задачи могут быть решены на квантовом компьютере за полиномиальное время .

Постквантовые алгоритмы не относятся к этому классу: неизвестны ни классические, ни квантовые эффективные алгоритмы для их решения. К математическим задачам, обеспечивающим соответствующие преобразования, относятся задачи:

декодирования полных линейных кодов;
поиска кратчайшего вектора в решетке (shortest vector problem);
поиска коллизии/прообраза/второго прообраза для криптографических хэш-функций.

Программные решения на основе постквантовых алгоритмов не требуют привнесения новых специализированных аппаратных решений в инфраструктуру конечного бизнес-клиента, при этом некоторые параметры постквантовых алгоритмов могут быть ускорены на аппаратном уровне.

Программные решения на основе постквантовых алгоритмов шифрования могут быть легко интегрированы в различные информационные системы: серверные решения, мобильные устройства, приложения для настольных ПК, веб-приложения и инфраструктура IoT (интернета вещей).

Ценность от пилотирования постквантовых алгоритмов:

защита ценных данных от квантовой угрозы;
оценка затрат на ввод в эксплуатацию постквантовых алгоритмов в будущем;
медиакейсы с широким покрытием, научные публикации.