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EMBEDDED 89 • SETTEMBRE • 2023 28 Nel QKD, il mittente (Alice) invia una serie di fotoni al desti- natario (Bob). Ogni fotone ha uno stato quantico che rappre- senta un uno o uno zero. Bob misura quindi i fotoni utilizzan- do una base casuale. A causa del principio di indetermina- zione di Heisenberg, la misurazione dei fotoni cambia il loro stato quantico. Se Bob misura un fotone utilizzando la stessa base usata da Alice per inviarlo, otterrà il risultato corretto. Tuttavia, se misura utilizzando una base diversa, otterrà un risultato casuale. Confrontando quali fotoni sono stati misu- rati correttamente, il mittente e il destinatario possono creare una chiave segreta da utilizzare per criptare e decriptare i messaggi. Qualsiasi tentativo di intercettare la comunicazio- ne disturberebbe i fotoni, avvisando dell’intrusione. La figura 1 mostra lo schema a blocchi della crittografia quantistica, mentre la figura 2 mostra come la stessa comunicazione pos- sa essere implementata con la QKD. PQC La PQC (Post-Quantum Cryptography) è un campo di ricerca sulla crittografia che si concentra sullo sviluppo di algoritmi crittografici in grado di resistere agli attacchi dei computer quantistici. I computer quantistici sono in grado di violare molti schemi crittografici ampiamente utilizzati per proteg- gere le comunicazioni digitali, come RSA e la crittografia a curva ellittica (ECC). Questo perché i computer quantistici possono risolvere in modo efficiente i problemi matematici alla base di questi schemi, come la fattorizzazione di grandi numeri e la risoluzione del problema del logaritmo discreto. Il PQC mira a sviluppare nuovi algoritmi crittografici che sia- no sicuri contro gli attacchi dei computer classici e quantisti- ci. Questi algoritmi sono tipicamente basati su problemi ma- tematici considerati difficili anche per i computer quantistici, come il problema dell“apprendimento con errori” (LWE) e il problema dell’isogenia supersingolare di Diffie-Hellman (SIDH). La ricerca PQC mira a garantire che le comunicazioni digi- tali rimangano sicure in un mondo post-quantistico, in cui i computer quantistici sono ampiamente disponibili e possono essere utilizzati per lanciare attacchi ai sistemi crittografici. Molte organizzazioni, tra cui agenzie governative e istituzioni finanziarie, stanno già prendendo provvedimenti per prepa- rarsi a questo futuro, valutando e adottando algoritmi PQC per le loro esigenze di sicurezza. Le principali sfide della sicurezza quantistica Sebbene la sicurezza quantistica offra un elevato livello di sicurezza difficilmente raggiungibile con i metodi classici, per diventare una soluzione pratica e ampiamente adottata è necessario affrontare diverse sfide. Ecco alcune delle prin- cipali sfide della sicurezza quantistica: -- Sfide tecniche: Una delle maggiori sfide della si- curezza quantistica è la complessità tecnica della sua implementazione. Le tecnologie quantistiche sono ancora agli albori e molte sfide tecniche devo- no essere superate prima che la sicurezza quanti- stica possa essere implementata su larga scala. Ad esempio, le attuali tecnologie quantistiche sono al- tamente sensibili a fattori ambientali come la tem- peratura e le interferenze elettromagnetiche, il che ne rende difficile l’utilizzo in applicazioni reali. IN TEMPO REALE | QUANTUM SECURITY Fig. 2 – Comunicazione classica e quantistica (Fonte: EE Times Asia )