Nuevos primitivos y protocolos para funcionalidades de futuras redes híbridas clásico-cuánticas y cuánticas

Resultado esperado:

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

• Nuevos primitivos más allá de la Distribución de Claves Cuánticas (QKD) para futuras redes híbridas clásico-cuánticas y cuánticas, ya sea como equivalentes cuánticos de primitivos clásicos o como nuevos primitivos para nuevas aplicaciones prácticas, también en el entorno relativista cuando sea relevante, o como nuevos primitivos y protocolos con integración modular y realista de soluciones de diferentes enfoques criptográficos, con énfasis en aplicaciones más allá de QKD y con liberación gradual de confianza en el hardware;
• Análisis de la aplicabilidad y la fuerza de los resultados en comparación con su mejor contraparte solo clásica, análisis crítico de los supuestos formales y del rendimiento, pruebas de seguridad;
• Investigación de aspectos fundamentales de las tareas de procesamiento de información cuántica, sus límites eventuales; y/o la conexión entre la computación cuántica y la criptografía para obtener información para fundamentos criptográficos más sólidos;
• Hoja de ruta para la criptografía cuántica y las funcionalidades de las redes.

Alcance:

La acción apoya la investigación sobre nuevos primitivos y protocolos más allá de QKD para aplicaciones de seguridad y basadas en la confianza, combinando diferentes enfoques criptográficos y explotando los conocimientos de la ciencia de la información cuántica, para demostrar casos convincentes de ventaja criptográfica cuántica y obtener resultados fundamentales sobre las características únicas de los protocolos cuánticos. El objetivo es construir, sobre la base de los conocimientos del campo de la criptografía aplicada en el mundo real y la visión del dominio cuántico sobre futuras redes basadas en el entrelazamiento, los fundamentos de una nueva criptografía que soportará redes híbridas clásico-cuánticas a medio plazo y, más adelante, redes casi totalmente cuánticas. El diseño de estos nuevos fundamentos puede requerir paradigmas completamente nuevos cuyo diseño exige diferentes conocimientos.

La propuesta debe abordar algunas de las siguientes áreas y conducir a una hoja de ruta:

• Desarrollo de primitivos cuánticos que tengan un equivalente clásico, de nuevos primitivos cuánticos no posibles clásicamente (o sin hardware de confianza), y de soluciones alternativas que mejoren los protocolos de criptografía cuántica utilizando soluciones de criptografía clásica (en particular PQC), incorporando de forma flexible varios componentes criptográficos, con algunos aspectos beneficiosos como mejoras de rendimiento (tiempo de ejecución, uso de energía, menos requisitos de hardware, etc.)
• Análisis de la aplicabilidad y la fuerza de los resultados en comparación con su mejor contraparte solo clásica, análisis crítico de los supuestos formales, pruebas de seguridad rigurosas, análisis caso por caso de la seguridad componible y del rendimiento. Conexión entre las tareas de procesamiento de información cuántica y la holografía, y transferencia al contexto criptográfico, como, entre otros, la computación cuántica no local para esquemas de verificación de posición y esquemas de suplantación como medios para establecer confianza, a través de conocimientos fundamentales sobre el entrelazamiento y las correlaciones cuánticas; conexión entre la computación cuántica y la criptografía que proporciona fundamentos criptográficos más sólidos.
• Desarrollo de una hoja de ruta de criptografía cuántica, que identifique los desafíos para la realización técnica y la escalabilidad de las aplicaciones y presente las implicaciones para la mejor configuración de hardware y arquitectura tanto para aplicaciones a corto como a largo plazo de las redes cuánticas.

Las propuestas deben incluir, de manera equilibrada, científicos cuánticos e investigadores de PQC con experiencia en criptografía aplicada en el mundo real y con interés en protocolos cuánticos y nuevos paradigmas para futuras redes.