Добавить новость
smi24.net
News in English
Декабрь
2023

Post-Quantum Cryptography: The Lynchpin Of Future Cybersecurity – Analysis

0

By Prateek Tripathi

With quantum computers poised to become a reality by the end of the decade, cyberspace is faced with the stark reality of dealing with the possibility of existing cryptographic protocols becoming redundant in the near future. The precise point of time when this occurs, what has now come to be called “Q-Day,” is fast approaching. The answer to this daunting challenge came in the form of Quantum Resistant Cryptographic (QRC) algorithms or Post-Quantum Cryptography (PQC), which is set to become a reality soon, owing to the widespread global initiative. 

Importance of PQC

Most classical encryption schemes, including the widely used Rivest-Shamir-Adleman (RSA) algorithm, rely on the fact that prime factorisation is an inherently cumbersome task, especially for large numbers, and it takes classical computers a long time to do so. Quantum algorithms on the other hand, like the one conceived by Peter Shor in as early as 1994, proved that this would be a basic task for quantum computers.

For example, it would take a classical computer about 300 trillion years to break a 2048-bit RSA encryption key by brute force, while a perfect quantum computer would be able to do so within 10 seconds. Shor’s algorithm is being further improved upon and has become more efficient in subsequent years, Regev’s algorithm being a case in point. 

Since we are still at least a decade away from an ideal quantum computer, this may not seem like an imminent threat. However, this is not the case, since Annealing quantum computers are already a reality. While these are not capable of utilising Shor’s algorithm, they can solve the factoring problem by formulating it as an optimization problem and have already made much progress.

Furthermore, there is also the problem of “harvest now, decrypt later,” which essentially means that an attacker can steal data now, wait until quantum computers become a practical reality, and subsequently decrypt it at a later time. This implies that quantum computers already pose a very real threat, without even coming into existence. There is a distinct possibility that large amounts of data have already been compromised and the rectification of this problem is an immediate concern, which is why the incorporation of PQC into current encryption protocols is absolutely imperative. For instance, according to IBM’s “Cost of a data breach Report 2023,” more than 95 percent of the organisations studied globally have experienced more than one data breach. Besides, it will take a long time to fully integrate the new algorithms across all computer systems, making it prudent to start as soon as possible. 

The pivotal role of the National Institute of Standards and Technology (NIST) 

Although there are several ongoing initiatives working towards developing PQC around the world, it is the NIST of the United States (US) which has made the most significant progress. In 2016, the NIST initiated its “Post-Quantum Cryptography Standardization Project,” wherein it invited the submission of candidate PQC algorithms. Of the 69 eligible submissions, eventually, four were selected for standardisation i.e., CRYSTALS-Kyber, CRYSTALS-Dilithium, SPHINCS+ and FALCON. The Kyber algorithm is designed for general encryption purposes while the rest are digital signature schemes. In August 2023, the NIST released draft standards for the first three of these in a bid to get public feedback. It expects to release them by 2024, along with draft standards for the FALCON algorithm.

Three of the algorithms employ what is known as “Lattice-Based Cryptography,” which relies on the problem of finding the point on a lattice[i] closest to a random point on it. As an analogy, this would be akin to the task of finding the tree closest to a random location in a forest. This turns out to be a particularly difficult problem for lattices possessing high dimensions, one which even quantum computers cannot seemingly solve. 

SPHINCS+, on the other hand, uses so-called “Hash Functions,” a cryptography scheme which is already a critical part of blockchain technology. The NIST is also working on a second set of algorithms based on different math problems which are meant to serve as a backup in case any weaknesses should emerge in lattice-based cryptography in the future.         

Alongside this, the US Cybersecurity and Infrastructure Security Agency, National Security Agency (NSA), and NIST also published a sheet titled “Quantum Readiness: Migration to Post-Quantum Cryptography,” in which it urged all organisations, especially those supporting critical infrastructure, to lay out a “quantum-readiness roadmap” to facilitate migration to PQC standards.         

Following this development, the PQC Coalition was launched in September 2023, with an aim to promote a better understanding of PQC and the public adoption of NIST’s algorithms. Its members include tech giants like IBM and Microsoft, along with MITRE, PQShield, SandboxAQ, and the University of Waterloo.

India’s foray into PQC

The Indian Army, along with the National Security Council Secretariat, established the Quantum Lab at the Military College of Telecommunication Engineering, Mhow, Madya Pradesh, in 2021. It aims to spearhead research and training in the field of quantum computing and communication, with PQC as one of the primary thrust areas.         

The Centre for Development of Telematics (C-DOT), an autonomous R&D centre under the Department of Telecommunications, has been working quite actively towards developing PQC. It has indigenously developed quantum-secure products supporting PQC algorithms such as a quantum-safe encryptor called the “Compact Encryption Module,” and a quantum-safe, AI-enabled video IP phone called “Quantum Secure Smart Video IP Phone.” 

An interesting development has been the increasing role being played by startups in the field. Bengaluru-based QNu Labs has emerged as only the fourth company in the world to develop a quantum-safe security product. It has created a PQC algorithm called “Hodos” which is based on one of the NIST’s lattice-based algorithms and has made it commercially available for organisations to deploy. It has also signed a MoU with the defence public sector unit Bharat Electronics Limited in case quantum-safe security systems are required to be built through a public sector entity in the future. Other startups like Scytale Alpha and Qulabs are also taking an active interest in PQC. 

Future prospects

The aforementioned initiatives, although commendable, are not sufficient to counter the looming threat of quantum supremacy. With the number of data breaches multiplying rapidly over the years and the constant threat posed by China and non-state groups, India must ensure the timely migration to PQC algorithms across all sectors, particularly critical infrastructure. It must establish a thriving ecosystem for academic research, while also nurturing and incentivising the private sector, which has already shown a lot of promise in the field. The National Quantum Mission (NQM), serving as India’s flag-bearing initiative in quantum technology, has a key role to play in this regard. If the NQM hopes to establish India as a global leader in quantum technology, PQC and its adoption must serve as one of its integral components.  

Security protocols only work till the time someone finds a way to break them. The same is true for cryptography. So, while there is no guarantee that the NIST algorithms are airtight, they have succeeded in laying out the groundwork for a quantum-safe future. With their release slated for next year, it remains to be seen whether India will take advantage of the situation, it certainly has the opportunity to do so. 


  • About the author: Prateek Tripathi is a Research Assistant Centre For Security Strategy and Technology at Observer Research Foundation
  • Source: This article was published by Observer Research Foundation

[i] In two dimensions, a lattice refers to a grid of points such as in case of a graph paper, except that in this case, the number of points is infinite. The complexity of the structure naturally increases with the number of dimensions.








Два дня инноваций: семинар для молодых сотрудников здравоохранения в Астрахани

На банкет – в Fish Point Family Resort

Нагорный Карабах - сторона конфликта в переговорном процессе в рамках Минской группы ОБСЕ. ВИДЕО

5 необычных прыжков с парашютом, от которых захватывает дух


Chat log from R20 of 2025: Richmond vs Collingwood

UFC Abu Dhabi live blog: Shara Bullet vs. Marc-Andre Barriault

Kolo Muani: Juventus prepare new offer but face Man United and Chelsea threat

The Great Indian Kapil Show: Raghav Chadha reveals telling Parineeti Chopra to manifest he will never become the PM; says ‘Yeh jo bolti hai wo ulta hota hai’


Юный мотоциклист попал в больницу в результате аварии в центре Орла

В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры

Как начать петь. Как начать петь песни. Как начать петь с нуля

Российское юр. лицо Microsoft подало заявление о банкротстве


Первый трейлер Battlefield 6

Ninja Party можно предзаказать в мобильных маркетах с релизом в конце июля

Brütal Legend is free in honor of Ozzy Osbourne, but only for 666 minutes

«Если бы у Наруто и AC Shadows был ребёнок»: Разбор англоязычной версии Where Winds Meet



Питчинг Релиза. Отправить релиз на Питчинг.

Дорога любви: Жасмин представляет романтичный клип на песню «Ты и я»

Optima Development: Новый сквер и фитнес-клуб

Один год в двадцатилетней истории Marins Москва Пражская


Ядерный шантаж

Елена Игоревна Вселенная — писатель, публицист, автор масштабного многотомного проекта «Наследие России»

Эксперт Водяной объяснил, почему важно обновлять свои данные

В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры


Сбежавший в Дубай блогер Subo обвинён в уходе от налогов и отмывании денег на 50 млн рублей: В России за него отвечают отец и брат

На МКАД авария затруднила движение авто

В Салехарде московские художники нарисуют мурал в честь героев тыла

С 1 августа 2025 ЖКХ будет дешевле для всех пенсионеров — вводится полезная льгота


«Краснодар» — «Локо», UFC и матч Калинской: что посмотреть сегодня

Сидоренко из России одержал победу и стал чемпионом по настольному теннису на Универсиаде.

Боузкова одержала победу на теннисном турнире в Праге

Александр Бублик посвятил супруге победу на турнире ATP-250 в Кицбюэле


С 1 августа 2025 ЖКХ будет дешевле для всех пенсионеров — вводится полезная льгота

Росгвардия обеспечила безопасность празднования Дня ВМФ и футбольного матча в Москве

Мэрия закупит новую технику для покоса травы в Ульяновске

Блогеру Subo предъявили обвинение в уклонении от уплаты налогов


Музыкальные новости

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

«Он» уже в ноосфере: Шнуров назвал свой секретный хит «кодом человечества»

В Италии поднимается огромная общественная волна в поддержку Гергиева

Большинство эпизодов с ним Высоцкий снимался спиной к камере и подсказывал текст роли другу.


Optima Development: Новый сквер и фитнес-клуб

Семь воздушных судов 28 июля прилетают во Владивосток вне расписания

Росгвардия обеспечила безопасность празднования Дня ВМФ и футбольного матча в Москве

Питчинг Релиза. Отправить релиз на Питчинг.


«Деловые Линии» сократили сроки авиаперевозок по более чем 4400 направлений по России

Технологии будущего: MGIMO Ventures объявляет старт четвертого сезона акселерационной программы

ИИ в Подмосковье резко снизил количество жалоб на незаконную торговлю

Путин поднял флаг на атомном подлодке "Князь Пожарский" в Северодвинске


НПС построит два велопешеходных моста через Москву-реку

Курс на мечту: «Национальная Лотерея» и РОЛЬФ вручили новый автомобиль победителю розыгрыша в честь запуска «Автомобильной лотереи «РОЛЬФ»

На МКАД авария затруднила движение авто

Где живут и на чем ездят самые аварийные водители России?


Путин в День ВМФ прибыл на территорию Главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге

Путин поздравил Жапарова с юбилеем подписания декларации о союзничестве.

«Подводная лодка, демонтрированная Путину, произвела шок на Западе»

СМИ: Путин на этой неделе отправил США ominous сигнал.


Приговор экс-руководителю компании по производству вакцин против ковида был смягчен.



Сеть клиник «Будь Здоров» открыла первый травмпункт сети на базе клиники на Сретенке

Optima Development: Новый сквер и фитнес-клуб

Ночные перекусы в отпуске: доктор Садыков о том, как они влияют на микрофлору и вес

Вспомнить прошлое. Врач Романов объяснил появление метастазов через годы


Кто заставил Зеленского предложить России новый раунд переговоров: В Британии показали пальцем

Киевский режим применил все 18 пакетов санкций ЕС

Зеленский настаивает: встреча с Путиным до конца августа с участием Европы

Запад ударил Зеленского по самому больному месту – кошельку: Киев показательно лишили 1,5 миллиардов помощи


Росгвардия обеспечила безопасность празднования Дня ВМФ и футбольного матча в Москве

Optima Development: Новый сквер и фитнес-клуб

Сотрудники Росгвардии обеспечили безопасность футбольных матчей в Москве

Команда столичного управления МЧС России готовится к участию во Всероссийских соревнованиях по пожарно-спасательному спорту


«Беларусь-1»: Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ

Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ

Лукашенко получил приглашения от стран Латинской Америки и Азии для визитов.


Сергей Собянин. Главное за день

Собянин поздравил работников центров госуслуг с профессиональным праздником

Собянин: На территории промзоны «Кирпичные улицы» будет создана социнфраструктура

Сергей Собянин назвал инновационные разработки, которые внедрили в Москве


Александр Михайлов (GSOC): «Безопасность IT-экосистемы — это зона нулевого доверия к подрядчикам»

В Феодосии ликвидировали пожар на площади

Почему технологии ПВВК безопасны и эффективны, химия и экология воды по мнению Алексея Горшкова

Зачем Минприроды Свердловской области планирует организовать полигон отходов на участке, где идёт поиск питьевой воды?


Блогеру Subo предъявили обвинение в уклонении от уплаты налогов

На МКАД авария затруднила движение авто

Росгвардия обеспечила безопасность празднования Дня ВМФ и футбольного матча в Москве

С 1 августа 2025 ЖКХ будет дешевле для всех пенсионеров — вводится полезная льгота


Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский

В Архангельске представили киноальманах «Север, я люблю тебя!» по произведениям современных писателей

Александр Цыбульский: "С Архангельской области началась история российского флота"


К парню с костылем подошли трое с требованием уступить. Он был готов, но заступилась бабушка по соседству

В Севастополе пройдет масштабная выставка картин Александра Дейнеки

Сколько пассажиров прибывают в Крым летом на поездах ежедневно

Прогноз погоды в Крыму на 27 июля


Блогеру Subo предъявили обвинение в уклонении от уплаты налогов

Иванова, Исакова и Ильясов превратились в "Циников"

В Севастополе пройдет масштабная выставка картин Александра Дейнеки

Как определить, должен ли предприниматель платить туристический налог














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *