Implementaciones seguras de PQC, criptoanálisis y confianza digital post-cuántica

Resultado esperado:

Se espera que las propuestas contribuyan a uno o más de los siguientes:

• Implementaciones robustas y prácticas de esquemas PQC que puedan resistir ataques de implementación, incluidos ataques de canal lateral, ataques de fallas y ataques combinados, y diseño de herramientas automatizadas para evaluar la seguridad de las implementaciones de PQC. Directrices completas para implementar contramedidas contra una amplia gama de ataques;
• Avances en la comprensión de la dureza cuántica de las clases de problemas matemáticos; nuevos algoritmos cuánticos y mejoras en la programación e implementación cuántica; métodos de validación de seguridad; diseño de esquemas post-cuánticos con seguridad mejorada contra ataques cuánticos y basados en IA;
• Esquemas y protocolos post-cuánticos para apoyar aplicaciones y servicios respetuosos con la privacidad, incluido el uso seguro y privado de identidades electrónicas. Diseño de nuevas firmas digitales, mecanismos de encapsulación de claves y otros esquemas o uso de los existentes para construir nuevos protocolos de verificación.

Alcance:

Asegurar las implementaciones de algoritmos PQC es vital para protegerse contra ataques de implementación, como ataques de canal lateral, ataques de fallas y combinaciones de estos, que pueden ser amplificados por el aprendizaje profundo. Las contramedidas actuales implican una sobrecarga significativa, y se necesitan nuevos enfoques para equilibrar la seguridad y el rendimiento. Las herramientas y metodologías de verificación formal pueden ayudar a lograr este objetivo y proporcionar evidencia legible por máquina. Además, para aumentar la confianza en los sistemas PQC, se debe evaluar su seguridad, incluido el impacto potencial de nuevos algoritmos cuánticos o nuevas optimizaciones de los existentes, también combinados con IA.

Otra área clave de investigación es la confianza digital en la era post-cuántica, que requiere transformar varias áreas, como identidades seguras, protección de datos, acceso a servicios esenciales y aplicaciones como recuperación de copias de seguridad, extensiones de navegador y otras en soluciones confiables y seguras, a través de nuevos esquemas post-cuánticos y bloques de construcción avanzados para protocolos que mejoran la privacidad.

Las propuestas deben abordar una de las siguientes áreas tecnológicas:

• Desarrollo de soluciones para prevenir ataques de implementación, equilibrando seguridad, rendimiento y costo; investigación en nuevos ataques, incluidos los impulsados por IA, y/o combinación de ataques, para informar un diseño seguro; creación de marcos de prueba para evaluaciones de seguridad automatizadas; mejora de metodologías de verificación formal.
• Análisis de dureza cuántica, a través del estudio del impacto de nuevos algoritmos cuánticos o la mejora de las implementaciones de algoritmos cuánticos existentes, así como el impacto de los ataques cuánticos asistidos por IA; análisis de los resultados del criptoanálisis; diseño de nuevos esquemas post-cuánticos utilizando la información de los avances logrados/ajuste fino de los conjuntos de parámetros.
• Diseño de esquemas y protocolos resistentes a la cuántica que apoyen el campo de las aplicaciones y servicios respetuosos con la privacidad, incluidas las identidades electrónicas, los protocolos de verificación y las opciones de acceso seudónimo, los protocolos de atestación y atestación anónima, para escenarios del mundo real, a través del diseño de nuevos esquemas de firma digital y mecanismos de encapsulación de claves, el diseño de esquemas criptográficos avanzados y el uso de esquemas existentes en nuevos protocolos, para la identidad digital post-cuántica y los sistemas de confianza digital.