BTQ и QPerfect опубликовали проект на уровне вентилей для квантовых одноразовых подписей

Исследователи из BTQ Technologies и её французской дочерней компании QPerfect опубликовали явную квантовую схему «одноразовой подписи» (one-shot signature) — криптографического ключа, который может подписать ровно одно сообщение, а затем становится бесполезным. Статья A quantum algorithm for one-shot signatures приводит число кубитов и вентилей для этой схемы и, согласно записи на arXiv, принята к публикации на ACM PQQS 2026.

Что объявлено

В обычной схеме цифровой подписи секретный ключ — это строка битов, которую можно бесконечно копировать и использовать повторно. В пояснительном материале QPerfect проблема показана на примере делегирования: если Алиса хочет, чтобы Боб от её имени утвердил одно экстренное обновление ПО, передача ему ключа даёт ему неограниченные полномочия, а публичный журнал использования ключа можно подделать. Одноразовая подпись заменяет классический секретный ключ квантовым состоянием. Подписание требует измерения этого состояния, что его разрушает, а теорема о запрете клонирования не позволяет заранее сделать резервную копию.

Идею в 2020 году предложили Райан Амос, Мариос Георгиу, Аггелос Киаиас и Марк Жандри, напоминает QPerfect. Новая статья переводит её из теории в конкретные квантовые инструкции.

Подпишитесь на рассылку DesignQuantum

Бесплатные новости и объясняющие материалы о квантовых вычислениях, каждое утверждение со ссылкой на источник. Ежедневно, еженедельно или ежемесячно, на ваш выбор.

Website

Адрес электронной почты ЧастотаЕжедневноЕженедельноЕжемесячно ЯзыкEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית Подписаться бесплатно

Бесплатно. Отписаться можно в любой момент одним щелчком. Политика конфиденциальности

Технические детали

Схема состоит из двух этапов. Генерация ключей даёт классический открытый ключ и квантовый секретный ключ; при подписании этот квантовый ключ обрабатывается вместе с сообщением и превращается в классическую подпись, которую может проверить обычный компьютер. Согласно статье, конструкция не содержит алгоритмической ошибки. Она готовит суперпозицию элементов случайного аффинного смежного класса, задаваемого прокалываемой псевдослучайной функцией, вместе со схемой, проверяющей принадлежность к этому классу.

Согласно аннотации, число логических кубитов растёт как Θ(κ log r + n + l), а сложность по вентилям — как Θ(n³ + nl), где l — длина сообщения, а κ — параметр безопасности. Quantum Computing Report сообщает, что однобитные подписи требуют от 206 до 2438 логических кубитов в зависимости от рассмотренных параметров безопасности, а схемы были проверены на эмуляторе MIMIQ от QPerfect.

Почему это важно

Ключ, одноразовость которого обеспечивается физикой, а не доверием или консенсусом, мог бы применяться для делегированных подписей, безопасной передачи токенов и публично проверяемой случайности — эти приложения называют авторы. QCR отмечает, что хранение квантового ключа до момента использования благоприятствует оборудованию с большим временем когерентности, например процессорам на нейтральных атомах.

На что обратить внимание

Авторы прямо указывают, что это показатели до обфускации: безопасной версии ещё нужны модифицированная генерация ключей и доказательство безопасности для обфусцированной конструкции. QCR добавляет, что полная защита генерации ключей от злонамеренного вмешательства во входные состояния будет зависеть от будущих достижений в квантовой обфускации. Требуемое число логических кубитов также делает практическое применение недоступным для нынешнего оборудования.