Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của máy tính lượng tử đang đặt ra thách thức lớn đối với các hệ thống bảo mật hiện tại. Những thuật toán mật mã truyền thống vốn dựa vào sự phức tạp tính toán của máy tính cổ điển nay đang đứng trước nguy cơ bị phá vỡ. Để đối phó với mối đe dọa này, các quốc gia trên thế giới đang thực hiện các chương trình và chiến lược về mật mã kháng lượng tử. Quá trình này đang gặp nhiều thử thách, từ những nghi ngại về tính an toàn của các thuật toán mới cho đến rủi ro từ các backdoor tiềm ẩn. Bài viết sẽ phân tích quá trình phát triển và chuyển dịch mật mã hậu lượng tử cũng như những thách thức và tác động của mật mã hậu lượng tử đối với an ninh quốc gia trong bối cảnh hiện nay.

Google Cloud đã công bố Dự báo An ninh mạng năm 2025, cung cấp phân tích chi tiết về bối cảnh mối đe dọa mới nổi và các xu hướng bảo mật chính mà các tổ chức trên toàn thế giới nên chuẩn bị, trong đó trí tuệ nhân tạo (AI), địa chính trị và tội phạm mạng là những yếu tố trọng tâm. Báo cáo cũng đã thông tin chi tiết về chiến thuật của tội phạm mạng, đưa ra khuyến nghị giúp tăng cường bảo mật trong năm tới.

Tháng 7/2022, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST) đã công bố 4 thuật toán mật mã hậu lượng tử sẽ được chuẩn hóa. Ba trong số 4 thuật toán này (CRYSTALS-Kyber, CRYSTAL Dilithium và Falcon) dựa trên lưới [1]. Năm 2023, hai nhà nghiên cứu mật mã Keegan Ryan và Nadia Heninger ở Đại học Canifornia San Diego đã cải tiến một kỹ thuật nổi tiếng để rút gọn cơ sở lưới, mở ra những con đường mới cho các thí nghiệm thực tế về mật mã và toán học [2]. Bài báo sẽ giới thiệu tới độc giả thuật toán mật mã LLL gốc và những cải tiến nâng cấp của nó trong công bố mới đây.

Trong chiến dịch bảo vệ dữ liệu đang diễn ra của chính phủ Mỹ để chuẩn bị bước vào thời đại máy tính lượng tử trong tương lai, một cuộc tấn công mới và mạnh mẽ đã sử dụng máy tính truyền thống duy nhất để phá vỡ hoàn toàn một ứng cử viên vòng 4 nêu bật lên những rủi ro liên quan đến việc tiêu chuẩn hóa thế hệ thuật toán mã hóa tiếp theo.

Bài báo giới thiệu các quan điểm mang tính phê phán của Markku-Juhani O. Saarinen về tài liệu NIST SP 800-22, cho rằng SP 800-22 đã bị lỗi thời so với SP 800-90. Việc đánh giá các bộ tạo và các dãy giả ngẫu nhiên nên dựa trên các nguyên tắc phân tích mật mã, chứng minh độ an toàn và phân tích thiết kế, từ đó xác nhận một cài đặt của thuật toán tạo số giả ngẫu nhiên dựa trên mã khối, hàm băm cần tập trung vào tính đúng đắn so với mô tả thuật toán chứ không phải vào tính ngẫu nhiên của đầu ra. Trong phiên bản mới của SP 800-22 nên tập trung vào việc đánh giá mô hình ngẫu nhiên cho các nguồn entropy; các “bộ tạo tham khảo” trong Phụ lục D của SP 800-22 đều không phù hợp để sử dụng trong mật mã hiện đại.

Sáng 24/8, tại Hà Nội, Trường hè Mật mã (IACR-VIASM Summer School on Cryptography) do Hiệp hội Quốc tế về Nghiên cứu Mật mã (IACR - International Association for Cryptographic Research) phối hợp cùng Viện Nghiên cứu cao cấp về Toán (VIASM) tổ chức đã chính khai mạc.

Ngày 5/7/2022, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (National Institute of Standards and Technology - NIST) đã hoàn thành vòng thứ 3 của quá trình chuẩn hóa mật mã hậu lượng tử, nhằm chọn ra các thuật toán mật mã khóa công khai để bảo vệ thông tin khi máy tính lượng tử ra đời và công bố 4 thuật toán sẽ được chuẩn hóa của mật mã hậu lượng tử cùng với 4 ứng cử viên cho vòng tuyển chọn thứ 4 [1].

Trong một bài báo được xuất bản gần đây, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng một chiếc PC có bộ xử lý lõi đơn (yếu hơn một chiếc máy tính xách tay tốt) có thể phá vỡ thuật toán hậu lượng tử từng là ứng cử viên để trở thành tiêu chuẩn vàng cho mã hóa chỉ trong một giờ đồng hồ.

Trước ảnh hưởng của máy tính lượng tử đối với mật mã truyền thống, nhiều tổ chức chuẩn hóa trên thế giới đã có những động thái quyết liệt nhằm đưa ra tiêu chuẩn mật mã mới về an toàn lượng tử. Phần I của bài đã giới thiệu về phân tích quá trình chuẩn hóa các thuật toán an toàn lượng tử của NIST và cập nhật nỗ lực chuẩn hóa về mật mã hậu lượng tử của Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ. Bài báo này tiếp tục giới thiệu các thông tin về dự án chuẩn hóa về mật mã hậu lượng tử của Viện tiêu chuẩn châu Âu ETSI.

Trong bài viết này, các tác giả tập trung phân tích quá trình chuẩn hóa các thuật toán an toàn lượng tử của NIST, dự án mật mã hậu lượng tử về PQC và dự án tiêu chuẩn về chữ ký số dựa trên hàm băm NIST SP 800 - 208 cập nhật nỗ lực chuẩn hóa về mật mã hậu lượng tử của Viện tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ. Chuẩn hóa của một số tổ chức khác sẽ được tiếp tục giới thiệu trong các phần tiếp theo của bài báo.