Kyber è un meccanismo di incapsulamento della chiave (KEM) progettato per essere robusto rispetto ad un attacco crittoanalitico condotto tramite un computer quantistico. È usato per stabilire un segreto condiviso tra due parti in modo che non sia decifrabile da un attaccante. È un meccanismo di crittografia asimmetrica che basa la sua funzione botola sul problema di apprendimento con errori (LWE) in teoria dei reticoli, che si assume essere NP-difficile.

Kyber è stato il primo algoritmo selezionato dal National Institute of Standards and Technology (NIST) nel processo di standardizzazione di algoritmi di crittografia post-quantistica (PQC). L'algoritmo prende il nome dagli immaginari cristalli kyber, che forniscono energia alle spade laser nell'universo di Guerre stellari.

Caratteristiche Kyber ha diverse varianti standardizzate per diversi livelli di sicurezza: Kyber512 (livello di sicurezza NIST 1, comparabile a AES 128), Kyber768 (livello 3, comparabile a AES 192), e Kyber1024 (livello 5, comparabile a AES 256). Con 161 bit di complessità, le chiavi segrete occupano 2400 byte, le chiavi pubbliche 1184 byte, e il testo cifrato 1088 byte. Un'implementazione ottimizzata richiede 4 kilobyte di memoria per l'esecuzione.

Rispetto al tradizionale scambio di chiavi Diffie-Hellman (che non è resistente ad attacchi quantistici) con crittografia ellittica usando Curve25519, Kyber è circa 2,3 volte più lento e richiede una trasmissione dati circa 70 volte più alta.

Sviluppo Kyber è basato su un metodo pubblicato nel 2005 da Oded Regev, sviluppato da diverse università e società in Europa e Nord America, con fondi dalla Commissione europea e dai governi di Svizzera, Paesi Bassi e Germania.https://pq-crystals.org/ Gli sviluppatori hanno anche implementato la firma digitale Dilithium, parte della suite CRYSTALS (Cryptographic Suite for Algebraic Lattices). Internamente fa uso di una variante della funzione di hash Keccak (SHA-3/SHAKE).

Nel 2017 fu presentato al National Institute of Standards and Technology (NIST) per prendere parte al processo di selezione degli standard crittografici post-quantistici. Nella seconda fase della selezione, diversi parametri vennero rifiniti e venne rimossa la compressione della chiave pubblica. Nel 2022 l'algoritmo fu il primo candidato a superare la selezione per la standardizzazione.

Impiego Gli sviluppatori hanno pubblicato un'implementazione di riferimento in C disponibile in pubblico dominio (licenza CC0). La libreria liboqs del progetto Open Quantum Safe (OQS) include un'implementazione di Kyber. OQS sviluppa inoltre un branch quantum-safe di OpenSSL, e ha integrato l'algoritmo in BoringSSL e WolfSSL. Implementazioni hardware ottimizzate sono state sviluppate, incluse versioni resistenti ad attacchi a canale laterale. L'Ufficio federale tedesco per la sicurezza informatica mira ad includere l'algoritmo nel client di posta elettronica Mozilla Thunderbird, nella libreria Botan e nello standard OpenPGP.

Note Overview of NIST Round 3 Post-Quantum cryptography Candidates (PDF; 157 kB)

Voci correlate Crittografia basata sui reticoli

Collegamenti esterni

Categoria:Crittosistemi asimmetrici