9 thuật toán chữ ký hậu lượng tử tiến vào Vòng 3 của NIST

Việc lựa chọn từ nhiều nền tảng khác nhau là chiến lược quen thuộc của NIST: nếu một phương pháp toán học sau này bị phát hiện điểm yếu, các phương pháp khác vẫn có thể đảm bảo an toàn cho hệ sinh thái mật mã.

Những ứng viên không đi tiếp

Trước đó, 14 thuật toán đã lọt vào vòng 2 của chương trình này.

Trong thông báo mới, 5 thuật toán sau không được chọn vào vòng 3:

• CROSS
• LESS
• Mirath
• PERK
• RYDE

Các tài liệu hiện có chỉ xác nhận chúng từng tham gia vòng trước nhưng không nêu chi tiết lý do kỹ thuật khiến NIST loại bỏ, chẳng hạn như vấn đề bảo mật, hiệu năng hoặc độ phức tạp khi triển khai.

Vòng 3 sẽ tập trung đánh giá điều gì?

Theo thông báo của NIST, các ứng viên còn lại sẽ bước vào giai đoạn phân tích sâu hơn và đánh giá bổ sung.

Nguồn tài liệu xác nhận rằng vòng này diễn ra sau khoảng 18 tháng đánh giá trước đó, nhưng không nêu đầy đủ các mốc thời gian chi tiết hoặc quy định cập nhật thuật toán đến năm 2027.

Trong các cuộc thi chuẩn hóa mật mã của NIST, những vòng sau thường xem xét kỹ hơn các yếu tố như:

• độ an toàn trước các dạng tấn công mới
• hiệu năng trên phần mềm và phần cứng
• kích thước khóa và chữ ký
• tốc độ ký và xác minh
• mức độ phù hợp cho triển khai thực tế

Vì sao quyết định này quan trọng?

Quy trình chuẩn hóa PQC của NIST là một phần trong nỗ lực toàn cầu nhằm chuẩn bị cho kỷ nguyên máy tính lượng tử. Khi công nghệ này trưởng thành, các hệ mật mã phổ biến hiện nay như RSA hoặc elliptic‑curve cryptography có thể bị phá vỡ.

Vào tháng 8/2024, NIST đã công bố những tiêu chuẩn hậu lượng tử đầu tiên:

• FIPS 203: dựa trên CRYSTALS‑Kyber (trao đổi khóa)
• FIPS 204: dựa trên CRYSTALS‑Dilithium (chữ ký số)
• FIPS 205: dựa trên SPHINCS+ (chữ ký dựa trên hàm băm)

Ngoài ra, thuật toán FALCON cũng đã được chọn để phát hành trong tương lai dưới dạng FIPS 206.

Chương trình Additional Digital Signatures tồn tại để bổ sung thêm lựa chọn cho các hệ thống khác nhau. Mục tiêu của NIST là:

• tăng đa dạng mật mã
• cung cấp thuật toán phù hợp cho nhiều môi trường triển khai
• giảm rủi ro hệ thống nếu một họ thuật toán bị phát hiện lỗ hổng

Nói cách khác, 9 ứng viên vừa lọt vào vòng 3 có thể trở thành thế hệ tiêu chuẩn chữ ký hậu lượng tử tiếp theo, giúp chính phủ, doanh nghiệp và các nhà vận hành hạ tầng số chuẩn bị cho thời đại điện toán lượng tử.