Россия
Статья посвящена исследовании угрозы развитие квантовых вычислений для классических криптографических систем, уязвимых перед алгоритмом Шора. Показано, что протоколы RSA и ECC теряют стойкость при появлении масштабируемых квантовых компьютеров, тогда как постквантовые решётчные и кодовые схемы демонстрируют высокую устойчивость. Сделан вывод о необходимости перехода к постквантовым стандартам и разработке гибридных криптосистем.
квантовые вычисления, алгоритм Шора, квантовая угроза, постквантовая криптография, RSA, ECC, квантовое преобразование Фурье, когерентность кубитов, решётчные криптосистемы, CRYSTALS-Kyber, Dilithium, квантовая криптоаналитика, криптостойкость, квантовое превосходство
1. Shor P.W. Algorithms for quantum computation: discrete logarithms and factoring // Proceedings 35th Annual Symposium on Foundations of Computer Science. - 1994. - P. 124-134. DOI: https://doi.org/10.1109/SFCS.1994.365700
2. Grover L.K. A fast quantum mechanical algorithm for database search // Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on Theory of Computing. - 1996. - P. 212-219. DOI: https://doi.org/10.1145/237814.237866
3. Bennett C.H., Brassard G. Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing // Theoretical Computer Science. - 2014. - Vol. 560. - P. 7-11. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tcs.2014.05.025
4. Chen L., et al. Report on Post-Quantum Cryptography // NISTIR 8105. - National Institute of Standards and Technology, 2016. - 26 p.
5. Mosca M. Cybersecurity in an Era with Quantum Computers: Will We Be Ready? // IEEE Security & Privacy. - 2018. - Vol. 16(5). - P. 38-41. DOI: https://doi.org/10.1109/MSP.2018.3761723
6. Alagic G., et al. Status Report on the Second Round of the NIST Post-Quantum Cryptography Standardization Process // NISTIR 8309. - 2020. - 35 p. DOI: https://doi.org/10.6028/NIST.IR.8240
7. Bernstein D.J., Buchmann J., Dahmen E. Post-Quantum Cryptography. - Springer, 2009. - 247 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-88702-7
8. Avanzi R., et al. CRYSTALS-Kyber: Algorithm Specifications and Supporting Documentation // NIST PQC Round 3 Submissions. - 2021. - 45 p.
9. Ducas L., et al. CRYSTALS-Dilithium: Algorithm Specifications and Supporting Documentation // NIST PQC Round 3 Submissions. - 2021. - 38 p.
10. Google Quantum AI. Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor // Nature. - 2019. - Vol. 574. - P. 505-510.
11. European Union Agency for Cybersecurity (ENISA). Post-Quantum Cryptography: Current State and Quantum Mitigation. - 2021. - 68 p.
12. Nielsen M.A., Chuang I.L. Quantum Computation and Quantum Information. - Cambridge University Press, 2010. - 702 p.
13. Gidney C., Ekerå M. How to factor 2048 bit RSA integers in 8 hours using 20 million noisy qubits // Quantum. - 2021. - Vol. 5. - P. 433. DOI: https://doi.org/10.22331/q-2021-04-15-433; EDN: https://elibrary.ru/TDWDOP
14. Campbell P. The Status of Quantum Computing: 2023 Update // Journal of Cybersecurity Research. - 2023. - Vol. 15(2). - P. 89-105.
15. National Institute of Standards and Technology. FIPS 203: Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism Standard. - 2024. - 52 p.
16. National Institute of Standards and Technology. FIPS 204: Module-Lattice-Based Digital Signature Standard. - 2024. - 48 p.
