مروری بر طرح های رمزنگاری کدمبنا و روند استانداردسازی رمزنگاری پساکوانتومی: شروع دوره ی جدید

با ظهور کامپیوترها و الگوریتم های کوانتومی، امنیت سیستم های رمزنگاری کلید عمومی کنونی می تواند با چالش روبرو شود. شکسته شدن ساختارهای رمزنگاری کنونی نیازمند کامپیوترهای کوانتومی چند میلیون کیوبیتی است که تاکنون ساخته نشده اند؛ اما با پیشرفت چشمگیر در فناوری ساخت تجهیزات کوانتومی در شرکت های پیشرو در این حوزه و احساس خطر جامعه ی رمزنگاری، احساس نیاز شد تا سریعاً راهکارهایی برای مقابله ارائه شود. در سال 2016 موسسه ملی استاندارد و فناوری (nist (برای حل این مسئله خواستار پیشنهادهایی از سراسر دنیا برای استانداردسازی طرح های رمزنگاری پساکوانتومی شد. در آن زمان سیستم رمز کدمبنای mceliece) و سیستم niederreiter معادل آن) با وجود اثبات مقاومت در برابر الگوریتم های کلاسیک و کوانتومی، به علت کلیدهای عمومی بزرگ مورد پذیرش قرار نگرفت. در آخر، سیستم های رمز mceliece classic، hqc و bike سیستم های رمز در دسته ی رمزنگاری کدمبنا هستند که به مرحله نهایی این مسابقات راه یافته اند و منتخبین این دسته ی رمزنگاری نهایتا تا پایان سال 2024 معرفی خواهند شد. در این مقاله تلاش شده است تا علاوه بر مرور تحولات صورت گرفته برای بهینه سازی ساختارهای کدمبنا، طرح های رمزنگاری کدمبنای منتخب و آخرین وضعیت استانداردسازی mceliece classic نیز بررسی شود.

a survey of code-based cryptography schemes and the standardization process of post-quantum cryptography: the beginning of a new era

with the advent of computers and quantum algorithms, the security of current public key cryptography systems can face challenges. breaking the current cryptographic structures would require multi-million qubit quantum computers, which have not yet been built; however, with significant advancements in quantum technology by leading companies in this field and the concern within the cryptography community, there has been a felt need to quickly provide countermeasures. in 2016, the national institute of standards and technology (nist) sought proposals from around the world to standardize post-quantum cryptographic schemes to address this issue. at that time, the mceliece code-based encryption system (and its equivalent niederreiter system), despite being proven resistant to both classical and quantum algorithms, was not accepted due to its large public keys. ultimately, the classic mceliece, hqc, and bike encryption systems, which fall under code-based cryptography, advanced to the final stage of these competitions, and the winners of this cryptographic category will be announced by the end of 2024. this paper aims to review the developments made to optimize code-based structures and to examine the selected code-based cryptographic schemes and the latest status of classic mceliece standardization.