BTQ ו-QPerfect מפרסמות תכנון ברמת השערים לחתימות קוונטיות חד-פעמיות

חוקרים ב-BTQ Technologies ובחברת הבת הצרפתית שלה QPerfect פרסמו מעגל קוונטי מפורש ל"חתימה חד-פעמית" (one-shot signature): מפתח קריפטוגרפי שיכול לחתום על הודעה אחת בדיוק ואז הופך לחסר תועלת. המאמר A quantum algorithm for one-shot signatures מציג את ספירות הקיוביטים והשערים של השיטה, והתקבל לפרסום ב-ACM PQQS 2026 לפי רשומת ה-arXiv שלו.

מה הוכרז

בשיטת חתימה דיגיטלית רגילה, המפתח הפרטי הוא מחרוזת ביטים שאפשר להעתיק ולהשתמש בה שוב ושוב ללא הגבלה. מאמר ההסבר של QPerfect ממחיש את הבעיה בדוגמת האצלה: אם אליס רוצה שבוב יאשר בשמה עדכון תוכנה דחוף אחד בלבד, מסירת המפתח שלה מעניקה לו סמכות בלתי מוגבלת, ופנקס ציבורי של שימושי המפתח ניתן לתמרון. חתימה חד-פעמית מחליפה את המפתח הפרטי הקלאסי במצב קוונטי. החתימה מחייבת מדידה של אותו מצב, שהורסת אותו, ומשפט אי-השכפול מונע הכנת עותק גיבוי מראש.

QPerfect מציינת שהרעיון הוצע ב-2020 על ידי Ryan Amos, ‏Marios Georgiou, ‏Aggelos Kiayias ו-Mark Zhandry. המאמר החדש לוקח אותו מתיאוריה להוראות קוונטיות קונקרטיות.

הירשמו לניוזלטר של DesignQuantum

חדשות ומאמרי הסבר בחינם על מחשוב קוונטי, עם קישור למקור לכל טענה. בחרו יומי, שבועי או חודשי.

Website

כתובת אימייל תדירותיומישבועיחודשי שפהEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית הרשמה בחינם

בחינם. אפשר לבטל את המינוי בלחיצה אחת בכל עת. מדיניות פרטיות

הפרטים הטכניים

לשיטה שני שלבים. יצירת המפתחות מפיקה מפתח ציבורי קלאסי ומפתח פרטי קוונטי; בעת החתימה, המפתח הקוונטי מעובד יחד עם ההודעה והופך לחתימה קלאסית שמחשב רגיל יכול לאמת. לפי המאמר, הבנייה אינה מכילה שגיאה אלגוריתמית. היא מכינה סופרפוזיציה על פני איברי קוסט אפיני אקראי שנקבע על ידי פונקציה פסאודו-אקראית ניתנת לניקוב, עם מעגל שבודק שייכות לאותו קוסט.

לפי התקציר, מספר הקיוביטים הלוגיים גדל כ-Θ(κ log r + n + l) ומורכבות השערים כ-Θ(n³ + nl), כאשר l הוא אורך ההודעה ו-κ הוא פרמטר האבטחה. Quantum Computing Report מדווח שחתימות של ביט אחד דורשות בין 206 ל-2,438 קיוביטים לוגיים בהתאם לפרמטרי האבטחה שנבדקו, ושהמעגלים אומתו בסימולטור MIMIQ של QPerfect.

למה זה חשוב

מפתח שהשימוש החד-פעמי בו נאכף על ידי הפיזיקה ולא על ידי אמון או קונצנזוס יכול לאפשר חתימות מואצלות, העברת טוקנים מאובטחת ואקראיות הניתנת לאימות פומבי, שימושים שהמחברים מציינים. QCR מציין שהחזקת המפתח הקוונטי עד לשימוש בו מעדיפה חומרה עם זמני קוהרנטיות ארוכים, כמו מעבדי אטומים נייטרליים.

על מה לעקוב

המחברים מבהירים שאלה מספרים לפני ערפול: גרסה מאובטחת עדיין דורשת יצירת מפתחות מתוקנת והוכחת אבטחה לבנייה המעורפלת. QCR מוסיף שהגנה מלאה על יצירת המפתחות מפני מניפולציה זדונית של מצבי הקלט תלויה בהתקדמות עתידית בערפול קוונטי. מספר הקיוביטים הלוגיים הנדרש גם מציב פריסה מעשית מעבר לחומרה הקיימת.