一个独行侠骑着马奔向夕阳，他可能会说一些睿智而模糊的话，比如“一个人的品质取决于他的诺言。”但这些坚韧不拔的先知从来没有说过要在数字或量子时代的狂野前沿验证一个人或任何人的话。
弗吉尼亚理工大学的数学家们正在研究这两个问题，因为他们正在研究技术，以保证当今和未来的数字交互安全。在今年秋天早些时候为Crypto 2023年度国际密码学会议发表的一篇论文中，Jason LeGrow和一组研究人员可能已经找到了锁定大规模量子攻击威胁的关键，这种威胁来自一种被称为二次扭曲的代数结构。
数字签名
数字消息的真实性通过一种叫做数字签名的东西来验证。这种数学方案是附加在数字文档上的电子指纹，它提供与真正的纸上墨水签名相同的保证。在银行和医疗保健等在线系统中，数字签名验证身份并保持数据完整性。
“数字签名可以确保你是唯一一个可以签名的人，并且你认可了文件的内容，”科学学院和英联邦网络倡议研究员的数学助理教授勒格鲁说。
然而，尽管它们很重要，但普通的数字签名并不适用于所有场合。
异国情调的签名
想象一下，你是一家公司的股东董事会成员，而这家公司正在进行不道德的事情。通过实现一种称为环签名的“奇特”数字签名，董事会成员可以在保持匿名的同时，授权地将文档泄露给适当的机构。
或者想象一下，想要在数字选举中支持一票，而不透露这个人投了谁的票。在对消息进行签名之前，盲签名会隐藏消息的内容。签名者不会查看消息内容，但第三方稍后可以验证签名。
LeGrow说:“盲签名最初是为了使用数字现金进行无法追踪的支付而提出的。”如今，当一个人想要在不被追踪的情况下支付某物时，盲签名最常用于区块链和加密货币。
勒格鲁说:“盲签名的其他应用包括，当一个人不想违反其他司法管辖区的规定时，即使他们的行为在他们的地区是完全合法的，比如向某个难民组织捐款或在加拿大购买大麻。”
量子快扣
一旦大规模量子计算机出现在大街上，所有类型的数字签名都将受到攻击。为什么?因为这些加密方案依赖于计算机解决特定类型问题的难度。例如，一台笔记本电脑可能需要一辈子的时间才能解决一个问题。量子计算机只需几下心跳就能完成。
“一旦我们有了大型量子计算机，我们就会陷入困境，”LeGrow说。“我们确实需要保护数字通信免受日益逼近的量子威胁的影响，这种威胁看起来越来越严重。”
根据LeGrow的说法，最有希望抵御量子攻击的有效盲签名是基于某些被认为是量子安全的数学协议。LeGrow最近获得了数据科学学院发现基金(Academy of Data Science Discovery Fund)颁发的奖项，以支持这一数据科学驱动的研究。他正在探索一种特殊的量子安全代数结构家族，即二次曲线。
勒格鲁说:“二次扭曲很简单，无害，甚至是你可以做的一件可爱的小事。”“事实证明，了解这个可爱的小东西对我们的协议起作用是非常必要的。”
通过将二次扭曲添加到武器库中，LeGrow和他的合作者可以冒险进入数论的更深领域，为量子对决提供数字保障。
更多信息:Shuichi Katsumata等人，cssi - otter:基于等基因的(部分)盲签名，基于扭曲的类群作用，密码学进展- crypto 2023(2023)。DOI: 10.1007/978-3-031-38548-3_24由Virginia Tech提供引文:为量子摊牌(2023,12月7日)提供加密系统(Saddling up cryptosystems for a quantum摊牌)除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
