Vấn đề Xác thực trong thế giới Hậu lượng tử (Post-quantum)

Số người xem bài viết (Post Views): 104

Tóm tắt: Bài viết này thảo luận về những thách thức và tiến bộ trong lĩnh vực mã hóa hậu lượng tử (PQC: Post-Quantum Cryptography) được trình bày tại Hội nghị Mã hóa Tương lai đầu tiên tại Tallinn, Estonia. Trọng tâm chính là vấn đề xác thực trong một thế giới hậu lượng tử, nơi các phương pháp mã hóa truyền thống trở nên lỗi thời do sự ra đời của máy tính lượng tử.

Table of Contents

Xác thực trong thế giới hậu lượng tử

1. Xác thực là gì?

Xác thực là quá trình đảm bảo kết nối an toàn và bảo vệ tài liệu mật mã.
Bao gồm việc xác định danh tính của người dùng thông qua các yếu tố như tên, ngày sinh, mã cá nhân, sinh trắc học, v.v.
Sử dụng khóa công khai liên kết với cá nhân thông qua chứng chỉ, được ký bởi các cơ quan đáng tin cậy.
Khóa riêng được sử dụng cho các hoạt động mật mã.

2. Thách thức trong việc xác thực hậu lượng tử

Các thiết bị khác nhau có khả năng thực hiện các thuật toán mật mã PQ và bảo vệ tài liệu mật mã khác nhau.
Các giao thức xác thực PQ cần được tối ưu hóa cho các thiết bị như máy tính, điện thoại thông minh, yếu tố bảo mật, thiết bị nhúng và thẻ thông minh.
Các giao thức ngưỡng hiện tại cho các thuật toán như Dilithium chưa đủ hiệu quả cho các ứng dụng thực tế.

3. Giải pháp tiềm năng

Mã hóa ngưỡng:
- TOPCOAT, một sơ đồ chữ ký ngưỡng lấy cảm hứng từ Dilithium được thiết kế cho hai bên ký, thể hiện hiệu quả thực tế.
Giảm lượng tử:
- Các giả định về độ cứng được chứng minh là vẫn giữ nguyên ngay cả khi có đối thủ lượng tử.
Tính toán đa phương an toàn (SMC):
- Sử dụng các giao thức SMC và độ ngẫu nhiên tương quan để đạt được xác thực an toàn trong một môi trường hậu lượng tử.

Bảng tóm tắt các phương pháp xác thực hậu lượng tử

Phương pháp	Mô tả	Ưu điểm	Nhược điểm
Mã hóa ngưỡng	Chia khóa bí mật thành nhiều phần, mỗi phần được giữ bởi một bên khác nhau.	Cải thiện độ an toàn và khả năng phục hồi.	Hiệu suất có thể bị ảnh hưởng.
TOPCOAT	Sơ đồ chữ ký ngưỡng được thiết kế cho hai bên ký.	Hiệu quả thực tế, dựa trên giả định về độ cứng của mạng lưới.	Chỉ được hỗ trợ cho hai bên ký.
Giảm lượng tử	Chứng minh rằng các thuật toán mã hóa vẫn an toàn ngay cả khi có đối thủ lượng tử.	Đảm bảo độ an toàn cao hơn.	Cần nghiên cứu thêm để thiết lập giảm lượng tử cho các cấu trúc mật mã.
Tính toán đa phương an toàn (SMC)	Cho phép nhiều bên thực hiện các tính toán chung trên dữ liệu riêng tư.	Bảo vệ dữ liệu riêng tư, nâng cao độ an toàn.	Có thể yêu cầu nhiều nguồn lực tính toán.

Con đường phía trước

Phát triển các giao thức xác thực hậu lượng tử hiệu quả và hiệu quả.
Tối ưu hóa các thuật toán hiện có để phù hợp với các thiết bị và ứng dụng cụ thể.
Cân nhắc về hiệu suất và sự cô lập giữa máy chủ và máy tạo độ ngẫu nhiên tương quan trong triển khai thực tế.

Nhận xét

Bài thuyết trình của Peeter Laud tại Hội nghị Mã hóa Tương lai đã nêu bật tầm quan trọng của việc phát triển các phương thức xác thực mới để đối phó với những thách thức do máy tính lượng tử đặt ra.

Estonia đang tích cực chuẩn bị cho một thế giới hậu lượng tử, đảm bảo rằng cơ sở hạ tầng mật mã của họ vẫn vững chắc và an toàn. Việc tích hợp các kỹ thuật mật mã tiên tiến sẽ rất cần thiết để bảo vệ danh tính kỹ thuật số của chúng ta trong kỷ nguyên lượng tử.