第165章 国际标准?
肖宿回到自己房间的书桌前。
桌面上是叶臻发给他的部分理论数据,之前讲座之后,这位老院士拉着肖宿说了半天他们实验室的困难,希望肖宿能帮帮忙。
叶臻说话时带着点急切,像是怕他跑掉似的:
“肖宿同学,听说你对物理挺感兴趣的,我们研究所最近有一个量子拓扑实验,怎么样,有没有兴趣来物理所看看,不加入课题组也行,就算给我们讲讲数学,也是好的。”
肖宿刚好有些想法需要验证,就说年后可以去看看。
物理系的老院士周忠当时也在场,站在人群外围连连拍腿:“唉!我们锅里的肉怎么跑别人碗里去了,我们京大又不是没有物理实验室,哎,怎么早点没想到呢!”
“叶臻那老狐狸,这是当着我的面挖墙角啊!”
旁边还没走的几个学生忍不住笑出了声。
叶臻发的材料肖宿很快就看完了,关掉窗口,他重新打开了一篇文档。
《Journal of Cryptology》,Vol. 38, Issue 4。
这是傅道野之前给他分享的一篇论文,《基于格密码的密钥封装机制在NIST第四轮筛选中的安全性分析》。
文章挺长,但核心结论其实很简单:现有的格密码方案虽然在工程上越来越成熟,但在数学结构上始终存在一些“灰色地带”。
有些安全性证明依赖于未经严格验证的假设,有些参数选择靠的是经验而非理论。
这显然不符合肖宿严谨的要求。
他之前思考过从数学的底层结构出发,设计一种“天生安全”的密码系统。
这种系统的安全性,不依赖于“假设攻击者算不动”,而是依赖于“这个东西在数学上就不可能”。
就像你不可能在欧几里得几何里构造一个内角和不是180度的三角形一样。
但是用现有方法肯定是达不到他的要求的。
现在用的工具,都是“局部”的,在一个具体的数学结构上定义问题,然后分析这个问题的难度。
但真正的安全性,应该是“整体”的,它应该来自于数学结构本身的某种不变性质。
就像在拓扑学里,一个圆环和一个球面的区别,不在于它们的局部性质,而在于整体性质。
密码系统需要的,就是这种“拓扑级别”的安全性。
但现在,他找到了研究这种整体不变量的最好工具——弗洛尔同调。
这是辛几何的核心概念之一,它通过计算拉格朗日子流形的相交数,来刻画辛流形的整体性质。
这个相交数,在某些条件下是拓扑不变量,不管你怎么扰动,只要扰动满足一定条件,这个数就不变。
如果能把“破解密码”的过程,映射成辛流形上某些拉格朗日子流形的相交问题,那么破解的难度,就等价于计算某个弗洛尔同调群的难度。
而弗洛尔同调群的计算,在一般情况下是极其困难的,在某些情况下,甚至是算法不可判定的。
这不正是密码学家梦寐以求的“天生安全”吗?
他的手指在键盘上敲下了一行字:
“基于顾—辛流型的抗量子密码框架:从弗洛尔同调到不可破解的密钥系统”
房间的隔音做的很好,只能听到手指敲击键盘的清脆声音。
“设(M,ω)(M,ω)为辛流形。
固定一个参考拉格朗日子流形L0,并考虑一族由密钥t参数化的拉格朗日子流形Lt。
加密时,将明文m嵌入为Lt上的点x,其像在某个固定投影下构成密文。
解密者持有t,从而可构造Lt并恢复x;未持有t者则面对如下问题:由L0与密文反推Lt,这等价于计算L0与Lt的弗洛尔同调。
在适当构造的辛流形上,这一计算具有内生的指数复杂度,其困难不依赖于计算资源假设,而源于流形本身的拓扑结构。”
……
华清园,量子迁移实验室。
春节假期,实验室外省的研究院都回家了,傅道野和丁克林家都在京城,两人都没回去。
傅道野坐在办公室里,盯着电脑屏幕发呆。
屏幕上是一篇刚从arXiv上下载的预印本,标题是 《Post-Quantum Cryptography: A New Lattice-Based Scheme with Improved Efficiency》 。
《后量子密码学:一种提升效率的新型格基方案》
作者是来自MIT和斯坦福的联合团队,一个大牛阵容。
他们在论文里提出了一种新的格密码方案,在保持安全性的同时把密钥尺寸压缩了30%。
文章最后说:“该方案已提交NIST第五轮筛选,初步评估结果积极。”
傅道野揉了揉眼睛,他往后一靠,长长地叹了口气。
这两天,国外的捷报频传。
前天,苏黎世联邦理工的团队宣布在量子密码的实验实现上取得突破,把量子密钥分发的传输距离提升到了500公里。
昨天,MIT和斯坦福的联合团队发了这篇格密码的新方案。
今天早上,他刚看到新闻,说美国国家标准与技术研究院NIST宣布第五轮抗量子密码筛选正式启动,已有六个国际团队入围了。
NIST,美国国家标准与技术研究院,是全球抗量子密码标准化的主导机构。
他们的筛选结果,基本上就是未来的国际标准。
而国内呢?
丁克林之前对他说过:“咱们起步晚了十年。现在做的,大部分是跟在人家后面跑。人家设计一个方案,我们优化一下参数;人家提出一个框架,我们改进一下效率。真正属于我们自己的原创理论,有多少呢?”
傅道野知道老师说这话是对的。
国家密码管理局那边已经催了好几次,要求尽快拿出自主可控的抗量子密码方案。
刘炎青局长上周来实验室调研,临走时握着丁克林的手说:“老丁啊,咱们国家的网络安全,就指着你们了。”
这殷殷嘱托,是期望,也是担子。
丁克林已经50多了,最近总是心焦的皱着眉头,还日以继夜的待在实验室研究,师母的电话都打到傅道野这里了。
太阳穴突突的疼,他抬手揉了揉紧绷的神经。
就在这时,电脑右下角弹出一个邮件提醒。
发件人:Xiao Su。
傅道野的瞬间精神了大半。
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