Математические методы криптографии

Постквантовая симметричная криптография на основе блочных шифров: известные результаты и актуальные направления исследований

А. М. Коренева, С. П. Панасенко, Г. В. Фирсов


Аннотация: Квантовые вычисления оказывают на симметричную криптографию не столь сильное воздействие, как на асимметричную. Однако существуют симметричные криптографические алгоритмы, на которые можно построить атаку при наличии доступа к квантовому вычислителю. Квантовые формальные модели, в рамках которых изучаются свойства криптографических алгоритмов, могут классифицироваться по большему количеству признаков, чем классические. Так, квантовые модели можно разделить по типу доступа нарушителя к квантовому вычислителю: может ли нарушитель только локально запускать квантовые алгоритмы или имеет доступ в суперпозиции к квантовому вычислителю, на котором реализован атакуемый криптографический алгоритм. Квантовые эффекты, не имеющие аналогов в рамках классических вычислений, вносят определённые ограничения в методы обоснования безопасности криптографических алгоритмов в рамках формальных моделей и, как следствие, для существующих алгоритмов в ряде случаев требуются новые обоснования при новых ограничениях. Обоснованные свойства безопасности позволяют ограничить область применения алгоритмов в рамках вычислительной инфраструктуры, включающей квантовые компьютеры. В работе приводится обзор и систематизация существующих результатов в области постквантовой симметричной криптографии на основе блочных шифров, а также выделяются актуальные, по мнению авторов, научно-технические направления в этой области.

Ключевые слова: постквантовая криптография, симметричная криптография, блочные шифры, режимы работы блочных шифров, квантовый криптоанализ, квантовые вычисления.

УДК: 003.26

DOI: 10.17223/2226308X/18/30