Опубликована англоязычная монография сотрудника Университета «Сириус» о противодействии квантовым киберугрозам
Квантовые компьютеры с каждым годом становятся всё мощнее. Такие высокопроизводительные машины способны взломать большую часть современных криптографических алгоритмов, и это одна из главных проблем для специалистов, которые занимаются кибербезопасностью.
Разработкой решений для противодействия ранее неизвестным квантовым киберугрозам занимаются в Научном центре информационных технологий и искусственного интеллекта Университета «Сириус». Специалисты выделяют три возможных направления разрешения описанной выше научной задачи.
- Создание и переход на постквантовые криптопримитивы (Public-Key Encryption) и электронные подписи (Digital Signatures) на основе разделов математики, потенциально содержащих сложные вычислительные задачи, для которых ещё не известны эффективные алгоритмы решения на классических и квантовых вычислителях. В том числе на основе решёток, многочленов от многих переменных, изогений на эллиптических кривых, октонионов, многочленов Чебышева, конечных некоммутативных ассоциативных алгебрах (КНАА).
- Создание и переход на единичные квантово-устойчивые компоненты и связи упомянутых систем с математически доказуемой стойкостью. В том числе квантовые протоколы передачи данных, которые невозможно незаметно перехватить и дешифровать, системы квантового распределения ключей (Quantum key distribution), квантовые генераторы действительно случайных чисел (Quantum Random Number Generator).
- Создание и программно-техническая реализация принципиально новых квантово-механических моделей ключевых цифровых экосистем и платформ экономики данных России на физических принципах и законах квантовой механики.
Как работает шифрование на основе эллиптических кривых
Читать
Группе учёных, занимающихся в Сириусе квантовой информатикой и информационной безопасностью, которыми руководит доктор технических наук и профессор Сергей Петренко, уже удалось создать четыре постквантовые криптосхемы для защиты финансовых данных. Такие инструменты для противодействия квантовым атакам в первую очередь нужны банкам и финансово-кредитным организациям. Кроме того, в Университете «Сириус» разработали три новых типа постквантовых алгоритмов электронной цифровой подписи с высокой стойкостью к подделке.
В технологически развитых странах глобальный переход к постквантовой криптографии перестал быть исключительно исследовательской перспективой и превратился в научно-инженерную задачу миграции, сроки и ресурсы которой напрямую определяются параметрами базовых криптографических примитивов. Существующие стандартизированные семейства (решёточные, хеш-ориентированные, MQ-схемы) демонстрируют компромисс между уровнем стойкости и накладными расходами на передачу, хранение и верификацию, что делает их применение в высоконагруженных цифровых платформах и приложениях Цифровой экономики России сопряжённым с архитектурными ограничениями. В этих условиях развитие в Университете «Сириус» алгебраических схем подписи, опирающихся на вычислительную сложность систем степенных уравнений над конечными некоммутативными структурами, представляет собой самостоятельное и перспективное научное направление, способное обеспечить существенное сжатие размеров подписей и ключей без деградации криптостойкости.
В Научном центре информационных технологий и искусственного интеллекта Научно-технологического университета «Сириус» собран представительный состав учёных: шесть докторов технических и физико-математических наук, специалисты по криптографии и информационной безопасности. Они регулярно пишут научные статьи и полноценные книги по своему профилю. Недавно именитое научное издательство River Publishers опубликовало монографию кандидата технических наук Алексея Петренко Quantum Security: Building Quantum-resilient Digital Platforms for the Future. Там подробно описаны перечисленные выше угрозы и представлены возможные решения. Алексей Петренко — автор трёх научных монографий на английском языке, двух научных монографий на русском языке, трёх учебно-методических пособий и более 450 научных статей в высокорейтинговых научных журналах Q1/Q2 и К1/К2 (ВАК) по направлениям «Квантовые вычисления», «Постквантовая криптография», «Компьютерные науки».
По словам профессора Петренко, полученные научно-технические результаты учёных Университета «Сириус» позволяют обеспечить плавный процесс перехода Цифровой экономики России к состоянию устойчивости к компьютерным атакам с применением квантовых компьютеров и суперкомпьютеров высокой и сверхвысокой производительности.
