BTQ và QPerfect công bố thiết kế cấp cổng cho chữ ký dùng một lần lượng tử

Các nhà nghiên cứu tại BTQ Technologies và công ty con tại Pháp QPerfect đã công bố một mạch lượng tử tường minh cho “chữ ký dùng một lần” (one-shot signature): một khóa mật mã chỉ có thể ký đúng một thông điệp rồi trở nên vô dụng. Bài báo A quantum algorithm for one-shot signatures đưa ra số qubit và số cổng cho lược đồ này và, theo trang arXiv, đã được chấp nhận đăng tại ACM PQQS 2026.

Điều gì được công bố

Trong lược đồ chữ ký số thông thường, khóa bí mật là một chuỗi bit có thể sao chép và tái sử dụng vô hạn. Bài giải thích của QPerfect minh họa vấn đề bằng việc ủy quyền: nếu Alice muốn Bob thay mặt cô phê duyệt một bản cập nhật phần mềm khẩn cấp, việc giao khóa cho anh ta trao quyền vô hạn, và sổ ghi công khai về việc dùng khóa có thể bị thao túng. Chữ ký dùng một lần thay khóa bí mật cổ điển bằng một trạng thái lượng tử. Việc ký đòi hỏi phải đo trạng thái đó, làm nó bị phá hủy, và định lý không thể sao chép khiến không thể tạo bản sao dự phòng từ trước.

QPerfect lưu ý ý tưởng này được Ryan Amos, Marios Georgiou, Aggelos Kiayias và Mark Zhandry đưa ra năm 2020. Bài báo mới đưa nó từ lý thuyết đến các lệnh lượng tử cụ thể.

Nhận bản tin DesignQuantum

Tin tức và bài giải thích miễn phí về điện toán lượng tử, mỗi nhận định đều dẫn nguồn. Chọn hằng ngày, hằng tuần hoặc hằng tháng.

Website

Địa chỉ email Tần suấtHằng ngàyHằng tuầnHằng tháng Ngôn ngữEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית Đăng ký miễn phí

Miễn phí. Hủy đăng ký bằng một cú nhấp bất cứ lúc nào. Chính sách quyền riêng tư

Chi tiết kỹ thuật

Lược đồ có hai giai đoạn. Tạo khóa sinh ra một khóa công khai cổ điển và một khóa bí mật lượng tử; khi ký, khóa lượng tử này được xử lý cùng thông điệp thành chữ ký cổ điển mà máy tính thông thường có thể xác minh. Theo bài báo, cấu trúc không có lỗi thuật toán. Nó chuẩn bị một chồng chập trên các phần tử của một lớp kề afin ngẫu nhiên được xác định bởi một hàm giả ngẫu nhiên có thể đục lỗ, cùng một mạch kiểm tra tư cách thành viên của lớp kề đó.

Theo phần tóm tắt, số qubit logic tăng theo Θ(κ log r + n + l) và độ phức tạp cổng theo Θ(n³ + nl), trong đó l là độ dài thông điệp và κ là tham số bảo mật. Quantum Computing Report cho biết chữ ký một bit cần từ 206 đến 2.438 qubit logic tùy tham số bảo mật được khảo sát, và các mạch được kiểm chứng bằng trình giả lập MIMIQ của QPerfect.

Vì sao quan trọng

Một khóa mà tính dùng một lần được bảo đảm bởi vật lý thay vì lòng tin hay đồng thuận có thể hỗ trợ chữ ký ủy quyền, chuyển token an toàn và tính ngẫu nhiên có thể kiểm chứng công khai, các ứng dụng mà tác giả nêu ra. QCR lưu ý rằng việc lưu giữ khóa lượng tử đến khi dùng có lợi cho phần cứng có thời gian kết hợp dài, như bộ xử lý nguyên tử trung hòa.

Điều cần theo dõi

Các tác giả nói rõ đây là con số trước khi làm rối (obfuscation): một phiên bản an toàn vẫn cần quy trình tạo khóa được sửa đổi và chứng minh bảo mật cho cấu trúc đã làm rối. QCR nói thêm rằng việc bảo vệ hoàn toàn khâu tạo khóa trước thao túng độc hại các trạng thái đầu vào sẽ phụ thuộc vào tiến bộ trong làm rối lượng tử. Số qubit logic cần thiết cũng khiến việc triển khai thực tế vượt quá khả năng phần cứng hiện nay.