BTQ และ QPerfect เผยแพร่การออกแบบระดับเกตสำหรับลายเซ็นควอนตัมแบบใช้ครั้งเดียว

นักวิจัยจาก BTQ Technologies และบริษัทในเครือสัญชาติฝรั่งเศส QPerfect ได้เผยแพร่วงจรควอนตัมที่ชัดเจนสำหรับ "ลายเซ็นแบบใช้ครั้งเดียว" (one-shot signature) ซึ่งเป็นกุญแจเข้ารหัสที่ลงนามได้เพียงข้อความเดียวพอดีแล้วจึงใช้การไม่ได้อีก บทความ A quantum algorithm for one-shot signatures ให้จำนวนคิวบิตและเกตของแบบแผนนี้ และได้รับการตอบรับให้ตีพิมพ์ใน ACM PQQS 2026 ตามข้อมูลใน arXiv

สิ่งที่ประกาศ

ในแบบแผนลายเซ็นดิจิทัลทั่วไป กุญแจส่วนตัวคือสายบิตที่คัดลอกและนำกลับมาใช้ได้ไม่จำกัด บทความอธิบาย ของ QPerfect แสดงปัญหานี้ด้วยตัวอย่างการมอบอำนาจ หากอลิซต้องการให้บ็อบอนุมัติการอัปเดตซอฟต์แวร์ฉุกเฉินเพียงครั้งเดียวแทนเธอ การส่งกุญแจให้เขาเท่ากับให้อำนาจไม่จำกัด และบัญชีสาธารณะที่บันทึกการใช้กุญแจก็อาจถูกบิดเบือนได้ ลายเซ็นแบบใช้ครั้งเดียวแทนที่กุญแจส่วนตัวแบบคลาสสิกด้วยสถานะควอนตัม การลงนามต้องวัดสถานะนั้นซึ่งจะทำลายมัน และทฤษฎีบทห้ามโคลนทำให้ไม่สามารถเตรียมสำเนาสำรองไว้ล่วงหน้าได้

QPerfect ระบุว่าแนวคิดนี้เสนอในปี 2020 โดย Ryan Amos, Marios Georgiou, Aggelos Kiayias และ Mark Zhandry บทความใหม่นำแนวคิดนี้จากทฤษฎีไปสู่คำสั่งควอนตัมที่เป็นรูปธรรม

รับจดหมายข่าว DesignQuantum

ข่าวและบทความอธิบายด้านควอนตัมคอมพิวติงฟรี ทุกข้อความอ้างอิงมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มา เลือกรับรายวัน รายสัปดาห์ หรือรายเดือน

Website

อีเมล ความถี่รายวันรายสัปดาห์รายเดือน ภาษาEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית สมัครรับฟรี

ฟรี ยกเลิกการรับได้ทุกเมื่อด้วยคลิกเดียว นโยบายความเป็นส่วนตัว

รายละเอียดทางเทคนิค

แบบแผนนี้มีสองขั้น การสร้างกุญแจให้กุญแจสาธารณะแบบคลาสสิกและกุญแจส่วนตัวแบบควอนตัม เมื่อลงนาม กุญแจควอนตัมจะถูกประมวลผลร่วมกับข้อความจนกลายเป็นลายเซ็นแบบคลาสสิกที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปตรวจสอบได้ ตามบทความ โครงสร้างนี้ไม่มีข้อผิดพลาดเชิงอัลกอริทึม โดยเตรียมการซ้อนทับของสมาชิกในโคเซตแอฟฟีนแบบสุ่มที่กำหนดโดยฟังก์ชันสุ่มเทียมแบบเจาะได้ พร้อมวงจรที่ทดสอบการเป็นสมาชิกของโคเซตนั้น

ตามบทคัดย่อ จำนวนคิวบิตเชิงตรรกะเพิ่มขึ้นตาม Θ(κ log r + n + l) และความซับซ้อนของเกตตาม Θ(n³ + nl) โดย l คือความยาวข้อความ และ κ คือพารามิเตอร์ความปลอดภัย Quantum Computing Report รายงานว่าลายเซ็นหนึ่งบิตต้องใช้คิวบิตเชิงตรรกะระหว่าง 206 ถึง 2,438 ตัว ขึ้นกับพารามิเตอร์ความปลอดภัยที่ศึกษา และวงจรได้รับการตรวจสอบด้วยซิมูเลเตอร์ MIMIQ ของ QPerfect

เหตุใดจึงสำคัญ

กุญแจที่การใช้ครั้งเดียวถูกบังคับโดยฟิสิกส์ ไม่ใช่ความไว้วางใจหรือฉันทามติ อาจทำให้เกิดลายเซ็นแบบมอบอำนาจ การโอนโทเค็นอย่างปลอดภัย และความสุ่มที่ตรวจสอบได้โดยสาธารณะ ซึ่งเป็นการใช้งานที่ผู้เขียนระบุไว้ QCR ชี้ว่าการเก็บกุญแจควอนตัมไว้จนกว่าจะใช้เอื้อต่อฮาร์ดแวร์ที่มีเวลาโคฮีเรนซ์ยาว เช่น โปรเซสเซอร์อะตอมเป็นกลาง

สิ่งที่ต้องติดตาม

ผู้เขียนระบุชัดว่าตัวเลขเหล่านี้เป็นตัวเลขก่อนการอำพราง เวอร์ชันที่ปลอดภัยยังต้องมีการสร้างกุญแจที่ปรับปรุงแล้วและการพิสูจน์ความปลอดภัยสำหรับโครงสร้างที่อำพราง QCR เสริมว่าการปกป้องการสร้างกุญแจอย่างสมบูรณ์จากการบิดเบือนสถานะอินพุตโดยประสงค์ร้ายจะขึ้นกับความก้าวหน้าในอนาคตของการอำพรางควอนตัม จำนวนคิวบิตเชิงตรรกะที่ต้องใช้ยังทำให้การใช้งานจริงเกินขีดความสามารถของฮาร์ดแวร์ปัจจุบัน