Browno matematikų algoritmas, naudojamas kaip kriptografijos standartas kvantinių skaičiavimų eroje

Browno matematikų algoritmas, naudojamas kaip kriptografijos standartas kvantinių skaičiavimų eroje

PROVIDENCE, RI [Brown University] — Matematikai dažnai triūsia nežinomybėje, ir greičiausiai taip yra todėl, kad tik nedaugelis žmonių, išskyrus kolegas matematikus, kurie dalijasi ta pačia subspecialybe, supranta, ką daro. Net kai algoritmai turi praktinių pritaikymų, pvz., padeda vairuotojams pamatyti artėjančius automobilius, kurių akis negali įžvelgti, nuopelnas tenka automobilių gamintojui (arba jo programinės įrangos kūrėjui).

Tai ypač pasakytina apie kriptografus – neapdainuotus herojus, kurių algoritmai apsaugo žmonių ryšius ir duomenis, kai jie naudojasi internetu – technologija, žinoma kaip viešojo rakto kriptografija.

Tačiau kartais gryna matematika paveikia realų pasaulį. Tai atsitiko šią vasarą, kai Nacionalinis standartų ir technologijų institutas pasirinko keturis kriptografijos algoritmus, kurie bus naudojami kaip viešojo rakto saugumo standartai artėjančioje kvantinių kompiuterių eroje, dėl kurios dabartinės šifravimo sistemos greitai pasens.

Trys iš keturių pasirinktų algoritmų remiasi darbu, kuriam vadovauja Browno matematikų komanda: profesoriai Jeffrey Hoffstein, Joseph Silverman ir Jill Pipher (kuri taip pat yra Browno viceprezidentė tyrimams).

Istorija apie NIST patvirtintą Falcon algoritmą ir NTRU, viešojo rakto kriptosistemą, kuria remiasi Falcon, prasidėjo 90-ųjų viduryje, kai kvantinė kompiuterija vis dar buvo mokslinės fantastikos sfera. Tuo metu Hoffsteino tikslas buvo sukurti algoritmą, kuris supaprastintų ir paspartintų įprastinių kriptografinių algoritmų veikimą; 1996 m. jis įkūrė NTRU Cryptosystems Inc. su Silvermanu ir Pipheriu (kuris taip pat yra vedęs Hoffsteiną) nuvežti jį į rinką. Hoffsteinas teigė, kad NTRU istorija yra „kraują stingdanti saga“, tačiau galiausiai įmonei pasisekė – „Qualcomm“ rado tinkamą pirkėją. „Falcon“, kurį Hoffsteinas sukūrė kartu su devyniais kitais kriptografais, ir du iš trijų kitų NIST pasirinktų algoritmų yra sukurti remiantis originalia NTRU sistema.

Nuo pat doktorantūros studijų MIT iki visų pareigų Kembridžo universiteto Pažangiųjų studijų institute, Ročesterio ir Brauno universitete Hoffsteinas buvo „skaičių vaikinas“: „Man tai niekada neatėjo į galvą. nebūti matematiku“, – sakė jis. „Pažadėjau sau, kad ir toliau užsiimsiu matematika, kol tai nebebus smagu. Deja, vis tiek smagu!“

Remdamasis NIST atranka, Hoffsteinas aprašė savo transformaciją iš skaičių teoretiko į taikomąjį matematiką, išsprendęs artėjančią pasaulinę itin svarbią problemą.

Kl.: Kas yra viešojo rakto kriptografija?

Kai prisijungiate prie „Amazon“, kad apsipirktumėte, kaip žinoti, kad tikrai esate prisijungę prie „Amazon“, o ne su netikra svetaine, sukurta taip, kad atrodytų tiksliai kaip „Amazon“? Tada, kai siunčiate savo kredito kortelės informaciją, kaip ją išsiųsti nebijodami, kad ji bus perimta ir pavogta? Pirmasis klausimas išspręstas vadinamuoju skaitmeniniu parašu; antrasis išspręstas viešo rakto šifravimu. Iš NIST standartizuotų algoritmų vienas yra skirtas viešojo rakto šifravimui, o kiti trys, įskaitant Falcon, yra skirti skaitmeniniams parašams.

Jų esmė yra labai ypatingo tipo grynosios matematikos problemos. Jas sunku išspręsti (pagalvokite: laikas iki visatos pabaigos), jei turite vieną informaciją, ir nesunku (užtrunka mikrosekundes), jei turite papildomą slaptos informacijos dalį. Nuostabu yra tai, kad tik viena iš bendraujančių šalių – šiuo atveju „Amazon“ – turi turėti slaptą informaciją.

K: Koks yra kvantinių kompiuterių saugumo iššūkis?

Be pakankamai stipraus kvantinio kompiuterio, laikas išspręsti šifravimo problemą trunka eonus. Turint stiprų kvantinį kompiuterį, laikas problemai išspręsti sutrumpėja iki valandų ar mažiau. Jei kas nors turėtų stiprų kvantinį kompiuterį, visas interneto saugumas visiškai sugestų. Nacionalinė saugumo agentūra ir didžiosios korporacijos lažinasi, kad per penkerius metus yra didelė tikimybė, kad bus sukurtas kvantinis kompiuteris, pakankamai stiprus, kad nutrauktų internetą.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *