Апокалипсис криптографии: подготовка криптографии к квантовым вычислениям: [подготовка к квантовому прорыву]

Апокалипсис криптографии_обложка Апокалипсис криптографии_11-06.pdf Содержание Краткое содержание Об авторе Благодарности Предисловие IУчебник по квантовым вычислениям 1Введение в квантовую механику Что такое квантовая механика? Квант противоречит интуиции Квантовая механика реальна Основные свойства квантовой механики  Фотоны и квантовая механика Фотоэлектрический эффект Двойственность волна–частица Принцип вероятности Принцип неопределенности Спиновые состояния и заряды Квантовое туннелирование Суперпозиция Эффект наблюдателя Теорема об отсутствии клонирования Жуткая запутанность Декогеренция Квантовые примеры в современном мире Для дополнительной информации  Резюме  2Введение в квантовые компьютеры В чем отличие квантовых компьютеров?  Традиционные компьютеры используют биты Квантовые компьютеры используют кубиты Квантовые компьютеры еще не готовы к прайм-тайму Квант скоро будет царствовать Квантовые компьютеры улучшают кубиты, используя исправление ошибок Типы квантовых компьютеров  Сверхпроводящие квантовые компьютеры Квантовые компьютеры на основе алгоритма отжига Универсальные квантовые компьютеры Топологические квантовые компьютеры Компьютеры Majorana Fermion компании Microsoft Квантовые компьютеры с ионными ловушками Квантовые компьютеры в облаке Квантовые компьютеры, произведенные не в США Компоненты квантового компьютера  Квантовое программное обеспечение Квантовый стек Национальное руководство  Руководство национальной политикой Денежные гранты и инвестиции Другая квантовая научная информация  Дополнительные ресурсы Резюме  3Как квантовые вычисления могут взломать существующие криптокоды Основы криптографии Шифрование Хеширование Применение криптографии Как квантовые компьютеры могут взломать криптокоды  Сокращение времени Квантовые алгоритмы Что квант может и что не может сломать Все еще теория Резюме  4Когда случится криптопрорыв? Это вечное «лет через 10» Факторы квантового криптопрорыва Квантовая механика реальна? Квантовые компьютеры реальны? Суперпозиция реальна? Реален ли алгоритм Питера Шора? Достаточно ли у нас стабильных кубитов? Квантовые ресурсы и конкуренция У нас есть постоянное улучшение? Мнения экспертов Когда случится квантовый киберпрорыв  Временные сценарии Когда следует быть готовыми? Сценарии криптопрорыва Новая технология надолго останется в распоряжении национальных государств Применение крупнейшими компаниями Массовое распространение Наиболее вероятный сценарий прорыва Резюме  5Каким будет постквантовый мир? Взломанные приложения . Ослабленные хеши и симметричные шифры Взломанные асимметричные шифры Ослабленные и взломанные генераторы случайных чисел Слабые, или взломанные, зависимые приложения Квантовые вычисления  Квантовые компьютеры Квантовые процессоры Квантовые облачные вычисления Будет использоваться квантовая криптография  Квантовая идеальная конфиденциальность Появляется квантовая сеть Квантовые приложения  Улучшение химикатов и лекарств Лучшие аккумуляторы электроэнергии Настоящий искусственный интеллект Управление цепочками поставок Квантовые финансы Улучшенное управление рисками Квантовый маркетинг Более точный прогноз погоды Квантовые деньги Квантовое моделирование Более совершенное вооружение и точное оружие Квантовая телепортация Резюме  II Подготовка к квантовому взрыву 6Квантовоустойчивая криптография Постквантовый конкурс NIST  Классификация уровня безопасности PKE против КЕМ Формальные гарантии неразличимости Размеры ключа и шифрованного текста Типы постквантовых алгоритмов Криптография на основе кода Криптография на основе хеша Решетчатая криптография Многомерная криптография Криптография изогенной сверхсингулярной эллиптической кривой Доказательство нулевого знания Квантовая устойчивость симметричного ключа Квантовоустойчивые асимметричные шифры  BIKE Classic McEliece CRYSTALS-Kyber FrodoKEM HQC LAC LEDAcrypt NewHope NTRU NTRU Prime NTS-КЕМ ROLLO Round5 RQC SABER SIKE ThreeBears Общие замечания по размерам ключей PKE, KEM и шифротекста Квантовоустойчивые схемы цифровой подписи  CRYSTALS-Dilithium FALCON GeMSS LUOV MQDSS Picnic qTESLA Rainbow SPHINCS+ Общие замечания о ключе и размерах подписи Рекомендуемые предостережения  Недостаток стандартов Проблемы производительности Отсутствие проверенной защиты Для дополнительной информации  Резюме 7Квантовая криптография Квантовые RNG  Случайное не всегда случайное Почему истинная случайность так важна? Квантовые RNG Квантовые хеши и подписи  Квантовые хеши Квантовые цифровые подписи Квантовые шифры  Распределение квантовых ключей Резюме  8Квантовые сети Компоненты квантовой сети  Среда передачи Расстояние против скорости Точка–точка Доверенные повторители Квантовые повторители Квантовые сетевые протоколы Квантовые сетевые приложения Более безопасные сети Облако квантовых вычислений Лучшая временнáя синхронизация Предотвращение помех Квантовый интернет Другие квантовые сети  Где получить больше информации Резюме  9Готовимся сейчас Четыре основных этапа смягчения последствий постквантового прорыва  Этап 1. Укрепление существующих решений Этап 2. Переход к квантовоустойчивым решениям Этап 3. Применение квантово-гибридных решений Этап 4. Применение полностью квантовых решений Шесть основных шагов проекта смягчения последствий постквантового прорыва  Шаг 1. Обучение Шаг 2. Создание плана Шаг 3. Сбор данных Шаг 4. Анализ Шаг 5. Принять меры /исправить Шаг 6. Обзор и улучшение Резюме Приложение Дополнительные источники по квантам Именной указатель Предметный указатель