September 24, 2022

Enkripsi adalah bagian penting dari menjaga kehidupan digital kita tetap pribadi. Untuk sebagian besar, itu bekerja dengan baik. Namun, generasi baru komputer kuantum dapat mengancam untuk memecahkan kode algoritme yang diandalkan oleh proses enkripsi modern.

Awal pekan ini, Institut Standar dan Teknologi Nasional (NIST) Departemen Perdagangan AS mengumumkan pemilihan empat algoritma enkripsi yang akan menjadi bagian dari standar kriptografi pasca-kuantum agensi. NIST sedang mempertimbangkan algoritma tambahan di telepon dan bertujuan untuk menyelesaikan standar ini dalam dua tahun ke depan.

NIST pertama kali meminta kontribusi seputar pembuatan dan pengujian algoritme enkripsi yang dapat menahan serangan dari komputer kuantum yang baru muncul (tetapi berpotensi kuat) pada tahun 2016. “Meskipun komputer kuantum praktis belum dibuat, desainnya—yang akan memanfaatkan konsep ilmiah yang berbeda dari komputer konvensional — akan memungkinkan mereka untuk memecahkan beberapa algoritma kriptografi yang biasa digunakan untuk melindungi pesan elektronik, ”kata NIST dalam siaran pers.

Banyak aplikasi dan layanan elektronik menggunakan sistem kriptografi kunci publik untuk melindungi informasi sensitif seperti pesan digital atau data perbankan elektronik Anda. Inti dari metode ini adalah pasangan bilangan besar yang bertindak sebagai kunci publik dan pribadi untuk mendekripsi pesan. Tetapi untuk menyembunyikan kunci dari pengintaian, algoritme komputer menggunakan angka-angka ini dalam persamaan matematika yang dirancang agar mudah dipecahkan dalam satu arah, tetapi sulit untuk direkayasa balik. Misalnya, angka-angka dapat dikalikan bersama untuk menghasilkan angka-angka besar yang tidak dapat dengan mudah difaktorkan. Tetapi komputer kuantum cukup efisien dalam memfaktorkan, menjadikannya ancaman bagi keamanan modern.

[Related: IBM’s latest quantum chip breaks the elusive 100-qubit barrier]

Untuk mengatasi ini, kriptografer harus membuat algoritme yang berisi masalah yang bahkan sulit dipecahkan oleh komputer kuantum.

See also  Kunci kuantum ditetapkan untuk pengujian dunia nyata di Chicago

Empat algoritme yang dipilih dirancang untuk enkripsi umum (di mana dua pengguna bertukar kunci), serta untuk otentikasi tanda tangan digital (verifikasi identitas). Kriptografi tradisional menggunakan banyak masalah matematika aljabar, sedangkan kriptografi kuantum cenderung bermain dengan lebih banyak masalah geometris. Salah satu masalah geometris ini dirancang di sekitar kisi, yang merupakan kisi titik multidimensi yang memanjang ke segala arah. Komputer kemudian harus menemukan titik dekat atau vektor dalam kisi ini.

“Tiga dari algoritme yang dipilih didasarkan pada keluarga masalah matematika yang disebut kisi terstruktur, sementara SPHINCS+ [an algorithm for digital signature verification] menggunakan fungsi hash,” kata NIST dalam siaran persnya. “Empat algoritma tambahan yang masih dalam pertimbangan dirancang untuk enkripsi umum dan tidak menggunakan kisi terstruktur atau fungsi hash dalam pendekatannya.”

Di luar algoritme, ilmuwan komputer telah mencoba cara memanfaatkan keanehan alam kuantum untuk membuat kunci kuantum. Faktanya, kunci kuantum diatur untuk menjalani tes dunia nyata pada jaringan kuantum 124 mil Chicago.