Що таке постквантові стандарти NIST?

Національний інститут стандартів і технологій (NIST) опублікував три стандарти постквантової криптографії в серпні 2024 року після восьмирічного процесу оцінювання. Ці стандарти — FIPS 203, FIPS 204 і FIPS 205 — визначають алгоритми для інкапсуляції ключів і цифрових підписів, які протистоять атакам квантових комп’ютерів.

FIPS 203 стандартизує ML-KEM (механізм інкапсуляції ключів на основі модульної решітки), отриманий із подання CRYSTALS-Kyber. Він забезпечує три рівні безпеки: ML-KEM-512, ML-KEM-768 і ML-KEM-1024, що відповідає рівню безпеки, еквівалентному AES-128, AES-192 і AES-256 відповідно. ML-KEM замінює традиційні механізми обміну ключами, такі як ECDH, для встановлення спільних секретів.

FIPS 204 стандартизує ML-DSA (алгоритм цифрового підпису на основі модульної решітки), похідний від CRYSTALS-Dilithium. Ця схема підпису на основі решітки пропонує менші підписи, ніж альтернативи на основі гешу, зберігаючи сильний квантовий опір. Кілька рівнів безпеки враховують різні вимоги додатків.

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.

Ці стандарти виникли на основі 69 початкових заявок, оцінених під час кількох публічних аналізів. Суворий процес виявив і усунув алгоритми зі слабкими місцями в безпеці, включно з відомими збоями SIKE та Rainbow у 2022 році.

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.