量子脅威: 現代の暗号システムへの挑戦

(へ マリオ・ラソ)
13/01/23

ここ数か月で、暗号化の世界は XNUMX つの発表によって揺さぶられました。 覚書 で始める 短期 新しい暗号アルゴリズムへの移行1 Elysium は、最初のメッセージを送信したことを発表しました。 外交メッセージ これらのアルゴリズムを使用して2. 実際には、インサイダーにとって、それらは両国が追求する分野における技術的優位性をよく反映する強制的な行動と見なされるべきであり、この文脈において、 また、暗号分野における国家の技術主権の問題について、イタリアで反省を始める必要があります。 - たとえば、政府や軍事の分野だけでなく、経済・金融の分野でも戦略的に重要です。

一般に、データと通信の保護は、長期的な対応を保証し、破壊的で部分的にまだ未知の可能性を秘めた脅威に対抗できるテクノロジーにますます結び付けられる必要があります。

したがって、米国とフランスは、いわゆるアルゴリズムを採用することにより、同じ方向に進んでいることを示しています。 ポスト量子 暗号学 (PQC) - 量子コンピューティングの進化を、それが表す可能性のある実際の危険性に関して比較するため。 実際、今日の暗号化アルゴリズムのセキュリティは、特定の数学的問題 (国際的な科学コミュニティによって認識されている) の解決は、XNUMX 秒間では解決できないという仮定に基づいて計算されています。 コンピュータ 伝統的。 PQC アルゴリズムの場合、 デザイン それは徐々に数学の問題に焦点を当てています - 現在のものとは異なります - 今日も抵抗力があると考えられています コンピュータ 量子。 さらに、それらの実装により、既存のインフラストラクチャに介入することなく情報セキュリティを保証できるため、PQC アルゴリズムへの大規模かつ短期的な移行が可能になります。

したがって、現在のシナリオでは、一部の中国人研究者による記事の発表に関連して、最近のニュースでセンセーショナルなトーンが想定されていることは理解できると考えられます。 後者は、2048 年の RSA キーなど、従来の暗号アルゴリズムの最も安全なキーでさえ破ることが可能であると考えています。 ビット、 を使用して コンピュータ 現在の技術進歩に沿った量子.

私たちはこのニュースについて 教授マッシモ・ジュリエッティ、数学者、ペルージャ大学の数学およびコンピューターサイエンス学部のディレクター、および国立暗号協会の副会長」De コンポネンディス シフリス 3.

「1984 年以来、量子コンピューターを使用すると、米国国家安全保障局 (NSA) によって承認された商用国家安全保障アルゴリズム スイートのいくつかのアルゴリズムを含む、通常使用される暗号化の多くを破ることができることが知られています。そして軍事。 これが、これまで以上に強力な量子コンピューターの構築を目指して、大国と大企業 (Google や IBM など) の間で競争が発生した理由です。 ただし、量子コンピューターには本質的な物理的制限があり、深刻な危険を表すような次元で構築することは非常に困難です。 少なくとも、数日前まではそう思っていました...

中国の研究者チームによって提案された量子アルゴリズムが彼らが言うように効率的である場合、数年以内に、数千ビットの暗号鍵を解読できる量子コンピューターを構築することが可能になるでしょう。. より正確には、中国の研究者は、わずか 2048 キュービットの量子コンピューターで 372 ビットの RSA アルゴリズムを破ることが可能であると主張しています。4、最近の暗号解読提案の改良から始まる5. この推測は、これまでに推測された最大の量子ビット節約を表し、現在の技術的制約内で達成可能です.IBMはオスプレイと呼ばれる433量子ビットの量子コンピューターを発表したばかりであり、さらに多くのものが進行中です。」

では、この声明はどれほど現実的でしょうか?

「厳密に技術的な観点から、すぐに判断を下すのは非常に難しい。 科学的方法では、最終的な結論に到達する前に、中国の学者の結果の検証と分析が必要であり、検証には数か月かかる場合があります。

また、48 つの側面にも留意する必要があります。 48 つ目は、彼らの論文が実際にはプレプリントであるということです。したがって、国際的な科学コミュニティによる査読はまだ行われていません。2048 つ目は、モデルを多数にスケーリングすることによるその有効性について詳細を提供していないということです。 現時点では、この記事を読むと確かに著者側の多大な専門知識が明らかになり、公開された結果 (量子コンピューターの記録である XNUMX ビット鍵の解読) は、彼らのアルゴリズムが実際に機能する可能性があることを示唆しています。 . もちろん、XNUMX ビットから XNUMX ビットへはまだ大きな飛躍がありますが、安らかに眠れるほど大きくはありません。」

待ちながら - ジュリエッティは続けます - PQC アルゴリズムの考案を続けることができます。

「西側諸国は何年も前から、最悪のシナリオ、つまり量子コンピューターが通常使用されている暗号を実際に攻撃できるシナリオに備えてきました。 特に、近年、暗号研究のまったく新しい領域が、PQC に正確にリンクされたこの特定の領域で開発されました。 米国はこの問題に非常に注意を払っており、国立標準技術研究所 (NIST) は、米国の機関や団体が使用するために、厳密な選択を通じて、PQC アルゴリズムの最初のファミリを既に選択しています。」

この観点から、イタリアが飛躍する準備をしているかどうかを尋ねることは重要です ポスト量子?

「残念ながら、私は、 量子脅威の深刻度. PQC 分野の優れた研究者がイタリア国内外で働いていますが、現在のところ政府による具体的な措置はありません。 私たちの協会内でさえ、この分野で非常に高いスキルを持っており、国の利益のために従事する準備ができています。」

その間、しかし、イタリアの暗号コミュニティによるイニシアチブの不足はまだありません...

「セミナーやカンファレンス、コース、ハッカソン、チャレンジなどで構成された XNUMX 年間の集中的な活動の後、私たちは 先月正式に設立されました 協会として、教授の指導の下で。 Massimiliano Sala は、トレント大学の暗号学研究所の社長兼ディレクターであり、イタリアの暗号化コミュニティのリーダーでもあります。 何千人もの暗号学者が私たちのメーリング リストに登録し、ソーシャル メディアで私たちをフォローしています。 彼らは XNUMX を超える大学の学者であり、民間部門の開発者であるだけでなく、学生や単純な愛好家でもあります。 私たちの国が自由に使える広大で資格のあるコミュニティ」.

これに関連して、昨年 23 月 XNUMX 日の国会議員会議で、予算法が承認された際に、議題が投票され、政府によって承認されたことに注意する必要があります。6 後者を確立する機会を評価するために後者をコミットします 国立暗号センター (CNC)。 CNC は、2017 年の「サイバー保護と情報セキュリティのための国家計画」ですでに想定されていましたが、実装されたことはありませんでしたが、暗号化が排他的に機能しないすべてのアプリケーションに対して、参照の制度的アクターを国に提供することを可能にします。サイバーセキュリティの便利なツール。

1https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/11/M-23-02-M-Memo-on-Migrating-to-Post-Quantum-Cryptography.pdf

2https://www.diplomatie.gouv.fr/en/the-ministry-and-its-network/news/2022/article/france-transmits-its-first-post-quantum-cryptographic-diplomatic-message-1-dec

https://mobile.twitter.com/EmmanuelMacron/status/1598275862486736896?cxt=HHwWgIDTybnbm64sAAAA

3www.デシフリス.it

4https://arxiv.org/abs/2212.12372

5https://eprint.iacr.org/2021/933

6https://aic.camera.it/aic/scheda.html?numero=9/00643-bis-AR/214&ramo=CAM...

写真:IBM