Kvanttiturvallinen salaus (, PQC) tarkoittaa salausmenetelmää, joka tarjoaa tietoturvaa kun tulevaisuuden kvanttitietokoneet yleistyvät. Perinteisille tietokoneille vaikeat algoritmit ovat kvanttitietokoneilla helposti ratkaistavissa, jolloin esimerkiksi julkisen avaimen salaus voidaan murtaa kvanttitietokoneella. Esimerkiksi Peter Shorin vuonna 1994 esittelemä Shorin algoritmi olisi tehokas tapa alkulukujen etsimiseen kvanttitietokoneella ja mahdollisesti tehokkaampiakin tapoja on esitetty. Symmetrisen salauksen menetelmät eivät ole yleensä alttiita Shorin algoritmilla murtamiselle, mutta ne ovat alttiita Groverin algoritmilla murtamiselle. Groverin algoritmilla etsittäessä avaimen tarjoama suoja on , jolloin 128-bittinen avain () tarjoaa vain 64-bittiseen avaimeen () verrattavan suojauksen. NIST ajaa hanketta kvanttiturvallisen salauksen standardoimisesta ja ilmoitti kolmen FIPS-standardin hyväksynnästä elokuussa 2024.
Vaikka kvanttitietokoneet voivat murtaa menetelmiä kuten RSA, DSA ja ECDSA, on olemassa myös joukko menetelmiä, jotka ovat turvallisia sekä kvanttitietokoneita että perinteisiä tietokoneita vastaan. Menetelmät, jotka riippuvat suurten lukujen jakamisesta alkutekijöihinsä, tai elliptisen käyrän salaus, ovat heikkoja kvanttitietokoneita vastaan. Kryptografiseen tiivisteeseen perustuva julkisen avaimen salaus on eräs menetelmä, joka on vahva myös kvanttitietokoneita vastaan. Kvanttitietokoneet eivät vielä ole onnistuneet ratkaisemaan NP-täydellisiä ongelmia. Monen muuttujan salaus on vahva, mutta sisältää hyväksikäytettäviä rakenteita ja heikkouksia löydetään jatkuvasti. Eräät tahot ovat aloittaneet siirtymisen hilapohjaisiin salausmenetelmiin, jotka perustuvat joukoille vektoreita.
NIST on hyväksynyt kolme FIPS-standardia kvanttiturvalliseen salaukseen: FIPS 203 on menetelmä avainten vaihtoon julkisen kanavan yli FIPS 204 ja FIPS 205 ovat digitaalisen allekirjoituksen menetelmiä
FIPS 203 kuvaa ML-KEM -avaintenvaihtomekanismin (Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism). Menetelmä sisältää algoritmeja, jotka perustuvat aiempaan CRYSTALS-Kyber -ehdotukseen eräillä eroavaisuuksilla. Menetelmässä käytetään tarkoituksella lisättyä häiriötä, jolloin lineaariyhtälön ratkaiseminen on vaikeaa ilman yksityistä avainta.
Katso myös Kvanttisalaus
Lähteet
Luokka:Salakirjoitustekniikka Luokka:Kvantti-informaatiotiede