Implementazioni PQC sicure, crittanalisi e fiducia digitale post-quantistica

Risultato atteso:

Le proposte dovrebbero contribuire a uno o più dei seguenti aspetti:

• Implementazioni pratiche e robuste di schemi PQC in grado di resistere ad attacchi di implementazione, inclusi attacchi a canale laterale, attacchi di fault e attacchi combinati, e progettazione di strumenti automatizzati per la valutazione della sicurezza delle implementazioni PQC. Linee guida complete per l'implementazione di contromisure contro un'ampia gamma di attacchi;
• Progressi nella comprensione della durezza quantistica delle classi di problemi matematici; nuovi algoritmi quantistici e miglioramenti nella programmazione e implementazione quantistica; metodi di convalida della sicurezza; progettazione di schemi post-quantistici con sicurezza migliorata contro attacchi quantistici e basati sull'IA;
• Schemi e protocolli post-quantistici per supportare applicazioni e servizi rispettosi della privacy, incluso l'uso sicuro e privato delle identità elettroniche. Progettazione di nuove firme digitali, meccanismi di incapsulamento di chiavi e altri schemi o utilizzo di quelli esistenti per costruire nuovi protocolli di verifica.

Ambito:

La sicurezza delle implementazioni degli algoritmi PQC è vitale per proteggere dagli attacchi di implementazione, come attacchi a canale laterale, attacchi di fault e combinazioni di questi, che possono essere amplificati dal deep learning. Le attuali contromisure comportano un overhead significativo e sono necessari nuovi approcci per bilanciare sicurezza e prestazioni. Strumenti e metodologie di verifica formale possono aiutare a raggiungere questo obiettivo e fornire prove leggibili dalla macchina. Inoltre, per aumentare la fiducia nei sistemi PQC, la loro sicurezza dovrebbe essere valutata, incluso il potenziale impatto di nuovi algoritmi quantistici o nuove ottimizzazioni di quelli esistenti, anche combinati con l'IA.

Un'altra area di ricerca chiave è la fiducia digitale nell'era post-quantistica, che richiede la trasformazione di varie aree, come identità sicure, protezione dei dati, accesso a servizi essenziali e applicazioni come il recupero di backup, estensioni del browser e altre in soluzioni affidabili e sicure, tramite nuovi schemi post-quantistici e blocchi di costruzione avanzati per protocolli che migliorano la privacy.

Le proposte dovrebbero affrontare una delle seguenti aree tecnologiche:

• Sviluppo di soluzioni per prevenire attacchi di implementazione, bilanciando sicurezza, prestazioni e costi; ricerca di nuovi attacchi, inclusi quelli basati sull'IA, e/o combinazioni di attacchi, per informare la progettazione sicura; creazione di framework di test per valutazioni di sicurezza automatizzate; miglioramento delle metodologie di verifica formale.
• Analisi della durezza quantistica, tramite lo studio dell'impatto di nuovi algoritmi quantistici o il miglioramento delle implementazioni di algoritmi quantistici esistenti, nonché l'impatto degli attacchi quantistici supportati dall'IA; analisi dei risultati della crittanalisi; progettazione di nuovi schemi post-quantistici utilizzando le informazioni dei progressi raggiunti/la messa a punto dei set di parametri.
• Progettazione di schemi e protocolli resistenti ai quanti che supportano il campo delle applicazioni e dei servizi rispettosi della privacy, incluse identità elettroniche, protocolli di verifica e opzioni di accesso pseudonimo, protocolli per l'attestazione e l'attestazione anonima, per scenari del mondo reale, tramite la progettazione di nuovi schemi di firma digitale e meccanismi di incapsulamento di chiavi, progettazione di schemi crittografici avanzati e utilizzo di schemi esistenti in nuovi protocolli, per l'identità digitale post-quantistica e i sistemi di fiducia digitale.