Сегодня квантовые технологии находятся в центре внимания научного и делового сообщества. При этом обеспечение квантовой устойчивости (англ. Quantum Resilience) ключевых цифровых экосистем и платформ цифровой экономики является одной из злободневных научно-технических проблем современности.
Здесь под квантовой устойчивостью понимается способность упомянутых систем достигать целей функционирования в условиях атак злоумышленников с применением квантового компьютера. Актуальность этой проблемы объясняется появлением новой квантовой угрозы безопасности информации, ростом требований безопасности к критической информационной инфраструктуре, ростом структуры и поведения упомянутых систем и текущей недостаточностью известных технологий (моделей, методов и средств) обеспечения информационной безопасности и киберустойчивости для решения задач обнаружения, нейтрализации и упреждения квантовых атак злоумышленников. Именно этой проблематики посвящены книги доцента МИФИ Алексея Петренко.
В сентябре 2026 года в известном международном научном издательстве River Publishers выходит научная монография Алексея Петренко "Quantum Security: Building Quantum-resilient Digital Platforms for the Future", в которой рассмотрены постановки задач и возможные решения для создания квантово-устойчивых информационных систем и приложений цифровой экономики будушего.
Поисковые исследования путей разрешения научной проблемы обеспечения квантовой устойчивости ключевых цифровых экосистем и платформ цифровой экономики в условиях появления новой квантовой угрозы безопасности информации позволили выделить три возможных направления ее разрешения.
Во-первых, создание и переход на постквантовые криптопримитивы (англ. Public-Key Encryption) и электронной подписи (англ. Digital Signatures) на основе разделов математики, потенциально содержащих сложные вычислительные задачи, для которых в настоящее время не известны эффективные алгоритмы решения на классических и квантовых вычислителях. В том числе на основе решеток, многочленов от многих переменных, изогений на эллиптических кривых, октонионов, многочленов Чебышева, конечных некоммутативных ассоциативных алгебрах (КНАА) и др.
Отметим, что в технологически развитых странах мира (США, Китай, Россия, ЕС и др.) глобальный переход к постквантовой криптографии перестал быть исключительно исследовательской перспективой и трансформировался в научно-инженерную задачу миграции, сроки и ресурсы которой напрямую определяются параметрами базовых криптографических примитивов. Существующие стандартизированные семейства (решёточные, хеш-ориентированные, MQ-схемы) демонстрируют компромисс между уровнем стойкости и накладными расходами на передачу, хранение и верификацию, что делает их применение в высоконагруженных цифровых платформах и приложениях Экономики Данных Российской Федерации сопряжённым с архитектурными ограничениями. В этих условиях развитие в МИФИ алгебраических схем подписи, опирающихся на вычислительную сложность систем степенных уравнений над конечными некоммутативными структурами, представляет собой самостоятельное и перспективное научное направление, способное обеспечить существенное сжатие размеров подписей и ключей без деградации криптостойкости.
Во-вторых, создание и переход на единичные квантово-устойчивые компоненты и связи упомянутых систем с математически доказуемой стойкостью. В том числе квантовые протоколы передачи данных, которые невозможно незаметно перехватить и дешифровать, системы квантового распределения ключей (англ.Quantum key distribution, QKD), квантовые генераторы действительно случайных чисел (англ. Quantum Random Number Generator, QRNG) и др.
В-третьих (менее изученное и достаточно перспективное направление), создание и программно-техническая реализация принципиально новых квантово-механических моделей ключевых цифровых экосистем и платформ Экономики данных Российской Федерации на физических принципах и законах квантовой механики.
В упомянутой научной монографии с разной степенью подробности обсуждаются все три перечисленные направления и представлены возможные решения рассматриваемой научно-технической проблемы.
Существенно, что полученные Алексеем Петренко научно-технические результаты позволяют обеспечить плавный процесс перехода современной Цифровой экономики от текущего состояния к квантово-устойчивому состоянию, т.е. устойчивому к компьютерным атакам злоумышленников с применением квантовых компьютеров и СуперЭВМ фон Неймана высокой и сверхвысокой производительности. Таким образом, МИФИ уже накопил весомый научный задел в области квантовых вычислений, квантового программирования и постквантовой криптографии и способен стать научно-образовательным катализатором технологического прорыва не только в России, но и даже в странах БРИКС – лидером, объединяющим другие научные школы, производителей средств защиты информации, системных интеграторов и регуляторов для формирования национальной квантово-устойчивой PQC-экосистемы и преодоления новой квантовой угрозы безопасности информации.
Фото: © Qwen / промт Валентина Межецкая
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.