Dilithium: O futuro das assinaturas digitais pós-quântico

Com o rápido desenvolvimento da computação quântica, os algoritmos criptográficos tradicionais de chave pública, como o RSA e o ECC, correm o risco de serem quebrados. Para enfrentar este desafio, o Instituto Nacional de Normas e Tecnologia (NIST) iniciou o projeto de normalização da Criptografia Pós-Quantum (PQC) em 2016, com o objetivo de encontrar algoritmos criptográficos que possam garantir a segurança da informação na era da computação quântica. Após anos de avaliação e testes, o NIST anunciou oficialmente três padrões criptográficos pós-quânticos em 13 de agosto de 2024, incluindo o algoritmo Dilithium. Isto marca o papel significativo do Dilithium na futura proteção de dados e fornece uma direção clara para a atualização da segurança do sistema.

O que é o Algoritmo de Dilithium?

O Dilithium é um algoritmo de assinatura digital pós-quântica baseado em criptografia de rede. Aproveita problemas difíceis da matemática da rede, como a aprendizagem modular da rede com erros (LWE) e a solução de números inteiros curtos (SIS), que continuam a ser difíceis de resolver mesmo com computadores quânticos. O Dilithium destaca-se tanto em termos de segurança como de desempenho, o que faz dele uma tecnologia essencial para enfrentar as ameaças quânticas no futuro.

Norma FIPS 204: Uma Nova Referência de Segurança para a Era Quântica

Em 2024, o NIST estabeleceu o Dilithium (renomeado como ML-DSA: Modular Lattice Digital Signature Algorithm) como norma para assinaturas digitais pós-quânticas ao abrigo da norma FIPS 204. As normas FIPS têm uma influência significativa nas práticas de segurança da informação do governo federal dos EUA e a nível mundial. A inclusão do Dilithium nesta norma significa a sua comprovada robustez face aos desafios de segurança colocados pelos ambientes de computação quântica.

Principais caraterísticas do Algoritmo Dilithium

Segurança pós-quântica:
A dificuldade matemática dos problemas de treliça garante elevados níveis de segurança,
mesmo na presença de ameaças da computação quântica.

Eficiência e facilidade de implementação:
A sua estrutura simples e os processos de cálculo optimizados tornam-no adequado
para vários ambientes de hardware e software, especialmente para dispositivos com recursos limitados.

Tamanhos de chave e assinatura optimizados:
As assinaturas e chaves públicas do Dilithium são relativamente compactas,
reduzindo a sobrecarga de comunicação e mantendo a segurança.

Parâmetros de segurança flexíveis:
Suporta vários níveis de segurança para responder a diferentes necessidades,
equilibrando eficazmente o desempenho e a segurança.

Tamanhos de parâmetros para o Algoritmo Dilithium

O Dilithium foi concebido com vários níveis de segurança para responder a diferentes cenários. Os níveis de segurança e os tamanhos dos parâmetros são os seguintes:

Estas dimensões dos parâmetros equilibram a segurança com a eficiência, permitindo ao Dilithium manter uma segurança elevada, ao mesmo tempo que mantém baixas as despesas gerais de computação e comunicação.

Aplicações do Algoritmo de Dilithium

Devido à sua segurança e flexibilidade eficientes, o Dilithium é adequado para várias necessidades de proteção de dados:

Segurança de rede e autenticação de identidade: O Dilithium pode ser utilizado para gerar e verificar assinaturas digitais na autenticação de identidades digitais e em transacções em linha, garantindo a integridade dos dados e o não repúdio.

Tecnologia de cadeia de blocos: Nas redes blockchain, as propriedades de resistência quântica do Dilithium proporcionam maior segurança para registos distribuídos e contratos inteligentes.

Dispositivos da Internet das Coisas (IoT): A eficiência do Dilithium faz dele a escolha ideal para dispositivos IoT que enfrentam restrições de recursos e requisitos de alta segurança.

Como a computação quântica coloca novas ameaças à segurança, é crucial preparar-se com antecedência para garantir a segurança e a fiabilidade do mundo digital. O algoritmo Dilithium (ML-DSA), como solução líder de assinatura digital pós-quântica, oferece segurança robusta, eficiência e adaptabilidade. A Watchdata, com 30 anos de experiência em segurança de dados, tira partido do seu profundo conhecimento em algoritmos criptográficos, proteção de segurança digital e tecnologias de sistemas operativos de chips seguros para fornecer soluções de segurança abrangentes. Estamos empenhados em fornecer suporte avançado a algoritmos pós-quânticos para criar um sistema robusto de defesa de segurança digital para os nossos clientes.