Cosa sono gli standard post-quantici NIST?

Il National Institute of Standards and Technology (NIST) ha pubblicato tre standard di crittografia post-quantistica nell’agosto 2024 dopo un processo di valutazione durato otto anni. Questi standard, FIPS 203, FIPS 204 e FIPS 205, definiscono algoritmi per l'incapsulamento delle chiavi e le firme digitali che resistono agli attacchi dei computer quantistici.

FIPS 203 standardizza ML-KEM (meccanismo di incapsulamento delle chiavi basato su modulo Lattice), derivato dalla presentazione CRYSTALS-Kyber. Fornisce tre livelli di sicurezza: ML-KEM-512, ML-KEM-768 e ML-KEM-1024, corrispondenti rispettivamente alla sicurezza equivalente a AES-128, AES-192 e AES-256. ML-KEM sostituisce i tradizionali meccanismi di scambio di chiavi come ECDH per stabilire segreti condivisi.

FIPS 204 standardizza ML-DSA (Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm), derivato da CRYSTALS-Dilithium. Questo schema di firma basato su reticolo offre firme più piccole rispetto alle alternative basate su hash pur mantenendo una forte resistenza quantistica. Diversi livelli di sicurezza soddisfano diversi requisiti applicativi.

FIPS 205 standardizes SLH-DSA (Stateless Hash-Based Digital Signature Algorithm), derived from SPHINCS+. As a hash-based scheme, SLH-DSA provides the most conservative security assumptions—relying only on hash function properties rather than algebraic structure. This makes it the preferred choice for applications requiring maximum long-term security confidence.

Questi standard sono emersi da 69 proposte iniziali valutate attraverso molteplici cicli di analisi pubblica. Il rigoroso processo ha identificato ed eliminato gli algoritmi con punti deboli in termini di sicurezza, comprese le notevoli interruzioni del 2022 di SIKE e Rainbow.

SynX implements FIPS 203 (Kyber-768) for key encapsulation and FIPS 205 (SPHINCS+) for transaction signatures, using two NIST-standardized algorithms (ML-KEM and the conservative hash-based SLH-DSA). This standards-based approach ensures compatibility with emerging regulatory requirements and provides confidence through extensive public cryptanalysis.