16 مه 2024 -توسط دانشگاه موناش -اعتبار: دامنه عمومی Pixabay/CC0
تیمی از کارشناسان، از جمله محققان دانشگاه موناش، تکنیک جدیدی را برای پیاده‌سازی امضاهای دیجیتال ایمن کوانتومی با بیست برابر سریعتر ایجاد کرده‌اند که منجر به تراکنش‌های آنلاین سریعتر و ایمن‌تر از همیشه می‌شود.
این تحقیق که اخیراً در IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems منتشر شده است، اولین روشی است که راه بسیار سریع‌تری را برای پیاده‌سازی Falcon – یک طرح امضای دیجیتال ، کوانتومی – برای واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) ایجاد کرده است.
یکی از نویسندگان این پژوهش و کارشناس رمزنگاری ایمن کوانتومی، دانشیار ران استاینفلد از دانشکده فناوری اطلاعات دانشگاه موناش، گفت که جهان به طور فزاینده ای به سمت سیستم های کامپیوتری کوانتومی ایمن در حال حرکت است و فالکون یکی از پیشروترین طرح های امضای دیجیتال امن کوانتومی تایید شده توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) در ایالات متحده است..
پروفسور Steinfeld گفت: “فالکون و دیگر طرح‌های امضای ایمن کوانتومی الگوریتم‌هایی کاملاً دقیق و زمان‌بر برای پیاده‌سازی برای GPUها هستند.”
از طریق این تحقیق، ما با موفقیت تکنیک‌های جدیدی را برای حل چالش‌های منحصربه‌فرد پیاده‌سازی کارآمد فالکون بر روی پردازنده‌های گرافیکی توسعه داده‌ایم، که منجر به تولید 20 برابر سریعتر امضای دیجیتالی با امنیت کوانتومی در مقایسه با پیاده‌سازی‌های پیشرفته CPU می‌شود.»
نویسنده اول کارشناس تحقیق و اجرای موازی، دانشیار وای کونگ لی از دانشگاه تونکو عبدالرحمان، گفت که بسیاری از محققان از زمان معرفی اخیر آن به عنوان استاندارد NIST، روی بهینه سازی عملکرد عملی فالکون کار کرده اند.
پروفسور لی گفت: “فالکون به دلیل فرآیند امضای خاص آن در مقایسه با سایر امضاهای استاندارد شده NIST، به ویژه در GPU ها سخت است. این کار اولین تلاش برای پر کردن شکاف تحقیقاتی است و امیدوار است که پیشرفت های مهمتری در پیاده سازی فالکون ایجاد کند.
امضای دیجیتال به طور گسترده در تمام GPU ها و شبکه های کامپیوتری در سراسر جهان برای پردازش و احراز هویت انواع تراکنش های دیجیتال استفاده می شود.یکی از نویسندگان همکار این تحقیق، دکتر ریموند ژائو از CSIRO، آژانس ملی علوم استرالیا، گفت که دولت‌ها در سراسر جهان در حال حرکت به سمت استانداردسازی شبکه‌های کامپیوتری برای محافظت در برابر حملات رایانه‌های کوانتومی در آینده هستند.
دکتر ژائو گفت:
در سال‌های اخیر، با افزایش استفاده از رایانه‌ها برای فعالیت‌های مختلف از جمله تجارت الکترونیک، مصرف انواع رسانه‌ها و استفاده از هوش مصنوعی، تقاضای فزاینده‌ای برای GPUهایی با عملکرد بهتر که معمولاً فرآیندهای محاسباتی پیچیده‌تری را انجام می‌دهند، وجود داشته است..که معمولاً از GPUها در جاهایی استفاده می شود که حجم عظیمی از داده ها یا تراکنش ها به صورت روزانه پردازش شوند.به عنوان مثال، در مورد وب‌سایت تجارت الکترونیک علی‌بابا، ما شاهد حدود 583000 سفارش در ثانیه در زمان اوج مصرف هستیم و پرداخت‌های آنلاین معمولاً از امضای دیجیتال برای ایمن کردن پرداخت‌ها استفاده می‌کنند.
با فرض اینکه برای هر تراکنش دو تأیید امضا انجام می دهد، فقط در یک ثانیه، سیستم باید تا 583000 نسل امضا و 1166000 تأیید را انجام دهد. دکتر ژائو توضیح داد، اگر قرار باشد تمام وظایف تولید امضا و تأیید فقط با استفاده از CPU محاسبه شود، این می تواند یک کار بسیار چالش برانگیز باشد، حتی برای یک سرور بسیار قدرتمند.
«تولید سریع امضای دیجیتال تأثیر مثبتی بر همه تراکنش‌های آنلاین خواهد داشت، به‌ویژه برای معاملات تجارت الکترونیک و اینترنت اشیا (IoT) زیرا این برنامه‌ها باید میلیون‌ها امضای دیجیتال را در هر ثانیه در سمت سرور در زمان اوج پردازش پردازش کنند.»
