Появата на квантовата изчислителна технология ще застраши много настоящи криптографски алгоритми, особено криптографски алгоритми с публичен ключ, широко използвани за защита на цифровата информация. За тази цел експертите по сигурността по целия свят са заети да разработват технически стандарти за "постквантна криптография" и анализират множеството предизвикателства, свързани с мигрирането от инфраструктурата за криптография с публичен ключ към назадната квантова криптография. Едно от тях е високите изчислителни изисквания на методите за следквантарно криптиране. Сега, екип, ръководен от Жорж Сийгъл, професор по информационна сигурност в Техническия университет в Мюнхен, е проектирал и построил чип, който може ефективно да прилага постквантна криптография.
Чипът е така наречената специфична за приложението интегрална схема, която обикновено е проектирана и произведена така, че да отговаря на изискванията на потребителите и нуждите на определена електронна система. Siegel екип въз основа на отворен код RISC - V стандарт промени дизайна на чипа, и прилага метода на съвместно проектиране на хардуер и софтуер чрез модифициране на ядрото и ускоряване на необходимата операция изчисление специални инструкции, и разшири проектирани специален хардуер ускорители, прави квантово криптиране, след като новият чип може да постигне по-добра производителност.
Новият чип може да се използва не само с Kyber, най-обещаващия кандидат за постквантна криптография, но и със SIKE, алтернативен алгоритъм, който изисква повече изчислителна мощност. Чипът използва Kyber криптиране около 10 пъти по-бързо и консумира около осем пъти по-малко енергия от чип, базиран изцяло на софтуерно решение. Използването на SIKE криптиране, обаче, ще бъде 21 пъти по-бързо от чипове, използващи само софтуерни решения. Защото SIKE се разглежда като обещаваща алтернатива. Където чиповете се използват дълго време, такива предпазни мерки имат смисъл.
Така наречените хардуерни троянски коне също са нарастваща заплаха за пост-квантовата криптография, смятат изследователите. Това може да има сериозни последствия, ако нападател успее да вгради троянски вериги в дизайн на чипове преди или по време на производството му. "Досега знаем много малко за това как истинските нападатели използват хардуерни троянски коне", обясни Сийгъл. За да разработим мерки за защита, се поставяме на мястото на нападателите, развивайки и криейки сами троянеца. Затова построихме четири троянски коне и след това ги вложихме в нашия постквантен чип, а те работят много по-различно."
През следващите няколко месеца Сийгъл и екипът му ще се съсредоточат върху тестването на възможностите за криптиране на чипа и функционалността и проверимостта на хардуера троянски. Сегал е разработил нова програма AI, която може да обърне инженера за реконструиране на точната функция на чипа, дори и без налична документация. Чрез сложен процес проводникът шини вътре в чипа са полирани слой по слой, и всеки слой се снима. След това се използва програма за изкуствен интелект за реконструкция на точната функция на чипа. "Тази реконструкция може да помогне за идентифицирането на компонентите на чиповете, чиито функции нямат връзка с действителната задача и могат да бъдат вградени в тях", каза Сигел. Такъв процес би могъл един ден да се превърне в стандарт за спот проверки на поръчки за насипни чипове. В съчетание с ефективно следквантовно криптиране, можем да направим хардуера във фабриките и автомобилите по-сигурен."