Algoritmos desenvolvidos pela IBM são os primeiros padrões de criptografia pós-quântica do mundo

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Com o rápido avanço dos computadores quânticos, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos (NIST) publicou novos algoritmos desenvolvidos pela IBM, em colaboração com aliados do setor, para proteger dados contra potenciais ataques quânticos

Yorktown Heights, Nova York, 13 de agosto de 2024 – Dois algoritmos desenvolvidos pela IBM foram formalizados oficialmente dentro dos três primeiros modelos de criptografia pós-quântica do mundo e publicados hoje pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) do Departamento de Comércio dos Estados Unidos.

Os modelos incluem três algoritmos de criptografia pós-quântica: dois deles, ML-KEM (originalmente conhecido como CRYSTAL-Kyber) e ML-DSA (originalmente CRYSTAL-Dilithium) foram desenvolvidos por pesquisadores da IBM em colaboração com aliados de várias indústrias e a academia. O terceiro algoritmo publicado, SLH-DSA (inicialmente apresentado como SPHINCS +) foi co-desenvolvido por um pesquisador que desde então se uniu à IBM. Além disso, um quarto algoritmo desenvolvido pela IBM, FN-DSA (originalmente chamado FALSE), foi selecionado para futura padronização. 

A publicação oficial destes algoritmos é um marco crucial no avanço da proteção dos dados cifrados do mundo contra ciberataques que poderiam ser tentados mediante o poder único dos computadores quânticos, à medida que estão avançando rapidamente em direção à relevância criptográfica. Ou seja, até o ponto em que os computadores quânticos vão alavancar poder computacional suficiente para decifrar os modelos de criptografia usados pela maioria dos dados e infraestrutura do mundo atual. 

“A missão da IBM em computação quântica tem duas linhas: entregar ao mundo uma computação quântica útil e fazer com que o mundo seja quântico-seguro. Estamos entusiasmados com o incrível progresso que alcançamos com os computadores quânticos atuais, que estão sendo usados nas indústrias em nível global para explorar problemas à medida que avançamos em sistemas com correção total de erros”, disse Jay Gambetta, vice-presidente da IBM Quantum. “Sem embargo, entendemos que esses avanços podem supor uma mudança radical na segurança de nossos dados e sistemas mais sensíveis. A publicação pelo NIST dos três primeiros padrões globais de criptografia pós-quântica marca um passo importante nos esforços para construir um futuro quântico-seguro junto com a computação quântica”.

Como um ramo completamente novo da computação, os computadores quânticos estão acelerando rapidamente para se tornarem sistemas úteis e de grande escala, como evidenciado pelos marcos de hardware e software alcançados pela IBM de acordo com seu roteiro ou Roadmap de Desenvolvimento Quântico. Por exemplo, a IBM projeta que irá entregar seu primeiro sistema quântico de correção de erros até 2029. Se espera que este sistema execute centenas de milhões de operações quânticas para entregar resultados precisos para problemas complexos e valiosos que atualmente são inacessíveis para os computadores clássicos. Olhando para a frente, o roteiro inclui planos para expandir esse sistema para que ele possa executar mais de um bilhão de operações quânticas até 2033. À medida que a IBM se move em direção a esses objetivos, a empresa já equipou especialistas em saúde e ciências biológicas, finanças, desenvolvimento de materiais, logística, entre outros campos, com sistemas de utilidade quântica em escala para começar a aplicar e escalar seus desafios mais urgentes para os computadores quânticos à medida que vão avançando.

No entanto, a chegada de computadores quânticos mais potentes poderia carregar riscos para os atuais protocolos de cibersegurança. Ao passo que os seus níveis de velocidade e a capacidade de correção de erros crescem, é provável que eles também cobrem a capacidade de descriptografar os esquemas de códigos mais usados hoje, como o RSA, que, por muito tempo, tem protegido os dados globais. Começando pelo trabalho iniciado há várias décadas, a equipe da IBM composta pelos principais especialistas em criptografia do mundo continua a liderar a indústria no desenvolvimento de algoritmos para proteger os dados contra ameaças futuras, que estão agora posicionados para eventualmente substituir os esquemas de criptografia atuais. 

Os modelos recentemente divulgados pelo NIST são projetados para salvaguardar dados trocados em redes públicas, além de assinaturas digitais para autenticação de identidade. Agora formalizados, eles vão definir o padrão para que governos e indústrias de todo o mundo possam começar a adotar estratégias de cibersegurança pós-quânticas. 

Em 2016, a NIST pediu aos criptógrafos de todo o mundo que desenvolvessem e apresentassem novos esquemas criptográficos quânticos seguros a serem considerados para a padronização futura. Em 2022, entre os 69 participantes escolhidos, foram selecionados quatro algoritmos de criptografia para uma avaliação adicional: CRYSTAL S-Kyber, CRYSTAL S-Dilithium, Falcon e SPHINCS+. 

Além das avaliações contínuas para anunciar Falcon como o quarto padrão oficial, a NIST continua a identificar e avaliar algoritmos adicionais para diversificar seu kit de ferramentas de algoritmos criptográficos pós-quânticos, incluindo outros desenvolvidos por pesquisadores da IBM. Os criptógrafos da IBM estão entre os pioneiros na expansão dessas ferramentas, incluindo três novos sistemas de assinatura digital apresentados que já foram aceitos para consideração pelo NIST e que estão passando pela rodada inicial de avaliação.

Em direção à sua missão de tornar o mundo quântico seguro, a IBM continua a explorar como a criptografia pós-quântica pode ser integrada em muitos dos seus próprios produtos, incluindo o IBM z16 e a IBM Cloud. Em 2023, a empresa revelou o roteiro da IBM Quantum Safe, um plano de três etapas para traçar os marcos em direção à tecnologia quântica segura cada vez mais avançada, e definida pelas fases de descoberta, observação e transformação. Além do roteiro, a empresa também apresentou a tecnologia IBM Quantum Safe e os serviços de transformação IBM Quantum Safe para ajudar os clientes em seu caminho para a segurança quântica. Essas tecnologias incluem a introdução da Lista de Materiais Criptográficos (CBOM), um novo padrão para captura e troca de informações sobre ativos criptográficos em software e sistemas. 

Para obter mais informações sobre as tecnologias IBM Quantum Safe e os serviços disponíveis, visite o site.