ما هو التشفير القائم على الشبكة؟

يستخدم التشفير القائم على الشبكة البنية الرياضية للشبكات - شبكات منتظمة من النقاط في الفضاء متعدد الأبعاد - لإنشاء أنظمة تشفير مقاومة للهجمات الكمومية. إنه يشكل الأساس لخوارزميات NIST القياسية بما في ذلك Kyber (ML-KEM) المستخدمة في محافظ العملات المشفرة المقاومة للكم.

يتم تعريف الشبكة الرياضية من خلال مجموعة من المتجهات الأساسية، حيث تكون نقاط الشبكة عبارة عن مجموعات خطية صحيحة من هذه المتجهات. في الأبعاد العالية (المئات أو الآلاف)، تصبح بعض المشكلات على الشبكات مستعصية حسابيًا حتى بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.

المشكلة الصعبة الأساسية هي مشكلة أقصر ناقل (SVP): بالنظر إلى الشبكة، ابحث عن أقصر متجه غير الصفر. ترتبط ارتباطًا وثيقًا بمشكلة التعلم مع الأخطاء (LWE): بالنظر إلى المعادلات الخطية مع إضافة أخطاء عشوائية صغيرة، يمكنك استرداد القيم السرية. تقاوم هذه المشكلات الخوارزميات الكلاسيكية والكمية.

يستخدم Kyber-768 Module-LWE، وهو متغير منظم يوفر الكفاءة مع الحفاظ على الأمان. تقوم المفاتيح العامة بتشفير نقاط الشبكة التي تحجبها الأخطاء؛ يستخدم فك التشفير معرفة البنية الأساسية لاستعادة الأسرار المشتركة على الرغم من الضوضاء.

يوفر التشفير الشبكي العديد من المزايا: أحجام مفاتيح صغيرة نسبيًا مقارنة بعائلات ما بعد الكم الأخرى، والحساب الفعال، وتعدد استخدامات التشفير والتوقيعات، وعقود من الأبحاث التي تدعم افتراضات الصلابة. اختارت NIST المخططات القائمة على الشبكة كمعايير أساسية لهذه الأسباب.

تشمل المخاوف المحتملة البنية الجبرية التي من المحتمل أن تمكن من شن هجمات مستقبلية (يتم تخفيفها من خلال اختيار المعلمات المحافظ) وكونها أحدث من التشفير الكلاسيكي (يتم تناولها من خلال تحليل التشفير العام الشامل أثناء تقييم NIST).

تطبق SynX Kyber-768، وهي آلية تغليف المفاتيح المستندة إلى الشبكة المتوافقة مع معايير NIST، مما يوفر تبادل مفاتيح مقاومًا للكم لعمليات المحفظة. بالاشتراك مع توقيعات SPHINCS+ القائمة على التجزئة، يؤدي ذلك إلى إنشاء دفاع متعمق باستخدام أسس تشفير مختلفة.