Implementações PQC Seguras, Criptoanálise e Confiança Digital Pós-quântica

Resultado Esperado:

Espera-se que as propostas contribuam para um ou mais dos seguintes:

• Implementações robustas e práticas de esquemas PQC que possam resistir a ataques de implementação, incluindo ataques de canal lateral, ataques de falha e ataques combinados, e design de ferramentas automatizadas para avaliar a segurança das implementações PQC. Diretrizes abrangentes para implementar contramedidas contra uma ampla gama de ataques;
• Avanços na compreensão da dificuldade quântica de classes de problemas matemáticos; novos algoritmos quânticos e melhorias na programação e implementação quântica; métodos de validação de segurança; design de esquemas pós-quânticos com segurança aprimorada contra ataques quânticos e baseados em IA;
• Esquemas e protocolos pós-quânticos para suportar aplicações e serviços que preservam a privacidade, incluindo o uso seguro e privado de identidades eletrónicas. Design de novas assinaturas digitais, mecanismos de encapsulamento de chaves e outros esquemas ou uso dos existentes para construir novos protocolos de verificação.

Âmbito:

A segurança das implementações de algoritmos PQC é vital para proteger contra ataques de implementação, como ataques de canal lateral, ataques de falha e combinações destes, que podem ser amplificados pela aprendizagem profunda. As contramedidas atuais implicam uma sobrecarga significativa, e são necessárias novas abordagens para equilibrar segurança e desempenho. Ferramentas e metodologias de verificação formal podem ajudar a atingir este objetivo e fornecer evidências legíveis por máquina. Além disso, para aumentar a confiança nos sistemas PQC, a sua segurança deve ser avaliada, incluindo o impacto potencial de novos algoritmos quânticos ou novas otimizações dos existentes, também combinados com IA.

Outra área de pesquisa chave é a confiança digital na era pós-quântica, que exige a transformação de várias áreas, como identidades seguras, proteção de dados, acesso a serviços essenciais e aplicações como recuperação de backup, extensões de navegador e outras em soluções confiáveis e seguras, através de novos esquemas pós-quânticos e blocos de construção avançados para protocolos de aprimoramento da privacidade.

As propostas devem abordar uma das seguintes áreas tecnológicas:

• Desenvolvimento de soluções para prevenir ataques de implementação, equilibrando segurança, desempenho e custo; pesquisa em novos ataques, incluindo os impulsionados por IA, e/ou combinação de ataques, para informar o design seguro; criação de estruturas de teste para avaliações de segurança automatizadas; melhoria de metodologias de verificação formal.
• Análise de dificuldade quântica, através do estudo do impacto de novos algoritmos quânticos ou melhoria das implementações de algoritmos quânticos existentes, bem como o impacto de ataques quânticos suportados por IA; análise de resultados de criptoanálise; design de novos esquemas pós-quânticos usando a informação dos avanços alcançados/ajuste fino de conjuntos de parâmetros.
• Design de esquemas e protocolos resistentes a quânticos que suportam o campo de aplicações e serviços que preservam a privacidade, incluindo identidades eletrónicas, protocolos de verificação e opções de acesso pseudónimo, protocolos para atestação e atestação anónima, para cenários do mundo real, através do design de novos esquemas de assinatura digital e mecanismos de encapsulamento de chaves, design de esquemas criptográficos avançados e uso de esquemas existentes em novos protocolos, para identidade digital pós-quântica e sistemas de confiança digital.