Криптография әлемінде ықтимал тектоникалық ауысым пісіп жетілуде. Amazon Web Services (AWS) зерттеушісі Дэниел Саймон ғылыми қауымдастыққа жаңа кванттық алгоритмді ұсынды, ол расталған жағдайда қазіргі посткванттық стандарттардың негізінде жатқан торлы криптожүйелердің қауіпсіздігі туралы біздің түсінігімізді түбегейлі өзгерте алады. Бұл дереу бұзу туралы емес, болашақ қорғаныстың математикалық негізінің өзін күмәнға қалдыратын теориялық серпіліс туралы.
1990-жылдардағы атақты Шор алгоритмінің ізашары болған өз аттас алгоритмімен танымал Саймон жаңа жұмысында Dihedral Coset Problem (DCP) мәселесіне назар аударды. Бұл математикалық есеп шифрлау үшін тікелей қолданылмайды, бірақ торлы криптография құрылатын басқа, күрделірек есептерді шешудің кілті болып табылады. 2000-жылдардың басында математик Одед Регев DCP тиімді шешімі көпөлшемді торлардағы есептердің белгілі бір нұсқаларына шабуылдарға жол ашатынын дәлелдеді, алайда оның тәсілі жоқ идеалдандырылған құралды қажет етті. Саймон қажетті түрлендірулерді тікелей кванттық компьютерде орындау арқылы бұл шектеуді айналып өту жолын тапқанын мәлімдейді.
Қауіптің мәні: теориядан практикаға
Автордың айтуынша, ұсынылған алгоритм есептерді экспоненциалды емес, полиномиалды түрде шешеді, яғни оның жұмыс уақыты көрсеткіштік функция ретінде емес, есеп өлшемінің дәрежесі ретінде өседі. Регевтің жұмыстарымен үйлескенде, бұл Shortest Vector Problem (SVP) және Learning With Errors (LWE) сияқты іргелі есептерге таралуы мүмкін. Дәл осы Module-LWE сияқты LWE құрылымдық нұсқаларында АҚШ Ұлттық стандарттар және технологиялар институтының (NIST) стандарттары, оның ішінде 2024 жылы стандартталған ML-KEM кілт инкапсуляциялау механизмі және ML-DSA цифрлық қолтаңба алгоритмі құрылған.
Дегенмен, салқынқандылықты сақтау өте маңызды. Бұл препринт қолданыстағы стандарттарға практикалық шабуылды қамтымайды. Саймон нақты қауіпсіздік параметрлерімен ML-KEM кілттерін қалпына келтіруді немесе ML-DSA қолтаңбаларын қолдан жасауды көрсетпейді. Сонымен қатар, LWE — бұл есептердің тұтас тобы, және бір класқа арналған нәтиже өнеркәсіпте қолданылатын барлық құрылымдық нұсқаларға автоматты түрде таратыла алмайды. Құжатта қажетті ресурстарды — логикалық кубиттер санын, кванттық вентильдерді және қателерді түзету көлемін бағалау да жоқ, бұл оны практикалық іске асырудан алыс етеді.
Ең алдымен сақтық
Тарих тексеруден өтпеген дауысты мәлімдемелердің мысалдарын біледі. 2024 жылы зерттеуші Йилей Чэнь LWE үшін полиномиалды кванттық алгоритм туралы жариялаған болатын, бірақ бірнеше күннен кейін оның дәлелдемесінен өлімге әкелетін қате табылып, ол өз тұжырымын қайтарып алды. Бұл оқиға — кванттық криптографияда нәтижелерді бірнеше рет тексеру қажеттігінің жарқын ескертуі. Қазіргі уақытта Саймонның жұмысы бойынша тәуелсіз сарапшылар консенсусы жоқ, және бұл белгісіздіктің басты факторы.
Менің талдауым: Бұл жарияланым — дүрбелеңге сигнал емес және дереу көшуге себеп емес, бүкіл криптоқауымдастық үшін маңызды қоңырау. Ол бүгінгі таңдағы ең сенімді математикалық конструкциялардың өзі жаңа теориялық серпілістер алдында осал болуы мүмкін екенін көрсетеді. Өнеркәсіпке посткванттық стандарттарды енгізу ғана емес, сонымен қатар кванттық тұрақтылық саласындағы зерттеулерді белсенді қаржыландыру және оқиғалардың кез келген сценарийіне дайын болу үшін гибридті схемаларды әзірлеу қажет. Біз теория мен практика арасындағы шекара барған сайын жұқаратын жаңа дәуірдің табалдырығында тұрмыз.