O Google anunciou um novo algoritmo de criptografia que é projetado para resistir a ataques de computadores quânticos. O algoritmo, chamado Dilithium, combina esquemas criptográficos clássicos e pós-quânticos.
A empresa acredita que o algoritmo é uma solução viável para proteger dados contra ataques quânticos, que representam uma ameaça crescente à segurança cibernética.
O nome “Dilithium” é uma referência ao dilítio, um elemento fictício da série Star Trek. No universo de Star Trek, o dilítio é uma fonte de energia limpa e poderosa que é usada em naves espaciais e outros dispositivos.
Os autores do algoritmo Dilithium, que são pesquisadores do Google AI, escolheram esse nome porque ele representa a resistência e a durabilidade que o algoritmo oferece contra ataques quânticos.
A computação quântica é uma nova forma de realizar cálculos que utiliza os princípios da mecânica quântica. Ela é mais poderosa do que a computação clássica para certos tipos de problemas, mas ainda está em seus estágios iniciais de desenvolvimento, no entanto a empresas te tecnologia já se movimentam para essa realidade.
O Google afirma que há um “caminho claro” para proteger a criptografia de chave pública contra o momento em que computadores quânticos forem usados por hackers.
A empresa está promovendo a implementação do algoritmo Dilithium e já o publicou.
Dilithium é um esquema de assinatura digital fortemente seguro sob ataques de mensagens escolhidas com base na dureza dos problemas de rede em redes de módulos.
A noção de segurança significa que um adversário que tenha acesso a um oráculo de assinatura não pode produzir a assinatura de uma mensagem cuja assinatura ainda não viu, nem produzir uma assinatura diferente de uma mensagem que já viu assinada. Dilithium é um dos algoritmos candidatos submetidos ao projeto de criptografia pós-quântica do NIST.
Para usuários interessados o site – https://pq-crystals.org/dilithium/ recomenda e o seguinte:
– Use Dilithium no chamado modo híbrido em combinação com um esquema de assinatura “pré-quântico” estabelecido.
– Recomendamos o uso do conjunto de parâmetros Dilithium3, que – de acordo com uma análise muito conservadora – atinge mais de 128 bits de segurança contra todos os ataques clássicos e quânticos conhecidos.
Formação Científica
O algoritmo Dilithium é baseado na técnica “Fiat-Shamir com Aborts”, que usa amostragem de rejeição para tornar os esquemas Fiat-Shamir baseados em rede compactos e seguros.
O esquema de Ducas, Durmus, Lepoint e Lyubashevsky, que se baseia na suposição NTRU e usa amostragem gaussiana para criar assinaturas, é o que tem os menores tamanhos de assinatura usando esta abordagem. (A suposição NTRU é uma hipótese matemática sobre a dificuldade de resolver um problema de otimização linear.)
Como a amostragem gaussiana é difícil de implementar de forma segura e eficiente, optamos por usar a distribuição uniforme. (A amostragem gaussiana é um método de gerar números aleatórios seguindo uma distribuição normal.)
Dilithium melhora o esquema mais eficiente que utiliza apenas a distribuição uniforme, devido a Bai e Galbraith, usando uma nova técnica que reduz a chave pública em mais de um fator de 2.
Até onde sabemos, Dilithium tem a menor chave pública + tamanho de assinatura de qualquer esquema de assinatura baseado em rede que usa apenas a distribuição uniforme.
Visão geral do desempenho
A tabela abaixo dá uma indicação do desempenho do Dilithium com todas as atualizações que aplicamos aos conjuntos de parâmetros para a terceira rodada do projeto NIST PQC. Todos os benchmarks foram obtidos em um núcleo de uma CPU Intel Core-i7 6600U (Skylake). Relatamos benchmarks de duas implementações diferentes: uma implementação de referência C e uma implementação otimizada usando instruções vetoriais AVX2.
A computação quântica é uma ameaça crescente à segurança cibernética, pois pode quebrar facilmente os algoritmos de criptografia atuais. Para proteger os dados contra ataques quânticos, é necessário desenvolver novos algoritmos de criptografia que sejam resistentes a essas ameaças.
O Google anunciou um novo algoritmo de assinatura pós-quântica chamado Dilithium, que é considerado seguro e eficiente. Dilithium é baseado na suposição NTRU, que é uma hipótese matemática que não foi provada ou refutada. No entanto, se a suposição NTRU for verdadeira, então Dilithium será resistente a ataques quânticos.
Para que Dilithium seja adotado em larga escala, é necessário que ele seja padronizado pela FIDO Alliance, uma organização que desenvolve padrões para autenticação biométrica. O Google espera que sua implementação de Dilithium seja incorporada à especificação principal do FIDO2, um protocolo de autenticação biométrica que é amplamente adotado por navegadores, bancos e outros serviços online.
O anúncio do Google é um passo importante no desenvolvimento de tecnologias para proteger dados contra ataques quânticos. Se Dilithium for adotado em larga escala, ele ajudará a garantir a segurança de dados críticos, como informações pessoais, financeiras e governamentais.
NIST divulgou hoje 24 de agosto, projetos de padrões para criptografia pós-quântica
Google propõe o Algoritmo Dilithium para proteger dados contra ataques quânticos
NIST anuncia os primeiros quatro algoritmos criptográficos resistentes ao computador quântico
NIST’s Post-Quantum Cryptography Program Enters ‘Selection Round’
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