The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются криптографические схемы цифровой подписи, устойчивые к атакам с использованием квантовых компьютеров.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны – кванттық компьютерлердің шабуылына төзімді сандық қолтаңбаның криптографиялық схемалары.

Aim of work (in Russian) : Целью научно-исследовательской работы проекта является создание и исследование примитивов и алгоритмов пост-квантовой криптографии на основе ранее разработанных в лаборатории информационной безопасности (ЛИБ) хеш-функций, которые могут обеспечить надежную защиту информации на уровне возможностей квантовых вычислений.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның ғылыми-зерттеу жұмысының мақсаты ақпараттық қауіпсіздік зертханасында бұрын әзірленген хэш функциялары негізінде кванттық есептеу мүмкіндіктері деңгейінде ақпаратты сенімді қорғауды қамтамасыз ете алатын, пост-кванттық криптографияның примитивтері мен алгоритмдерін құру және зерттеу болып табылады.

Методы исследования (на русском) : В исследовании использованы методы из следующих областей знаний: криптология, информатика, дискретная математика, теория вероятности, подходы пост-квантовой криптографии.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеуде келесі білім салаларындағы әдістер қолданылды: криптология, информатика, дискретті математика, ықтималдықтар теориясы, пост-кванттық криптография тәсілдері.

Obtained results and novelty (in Russian) : Основным результатом научно-исследовательской работы (НИР) по данному проекту являются новые схемы пост-квантной подписи, основанные на хеш-функциях. Как известно, существующие пост-квантовые алгоритмы делятся на классы в зависимости от их структур. Разработанные схемы Syrga1 и Syrga2 относятся к классу подписей многократного применения с сохранением состояния. Данные схемы представляют возможность создания безопасной подписи для r сообщений с помощью одной пары секретного и публичного ключа. Стойкость алгоритмов подписи, основанных на хеш-функциях, зависит от свойств используемых в их структуре хеш-функций. Кроме того, для таких алгоритмов удается точно указать уровень безопасности. В предлагаемой схеме в качестве хеш-функций используются алгоритмы HBС-256 и HAS01, разработанные в Институте информационных и вычислительных технологий (ИИВТ). Кроме того, оценивается производительность схемы при создании подписи, подписании и верификации сообщения.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Осы жоба бойынша ғылыми-зерттеу жұмысының негізгі нәтижесі хэш-функцияларға негізделген пост-кванттық қолтаңбаның жаңа схемалары болып табылады. Қолданыстағы пост-кванттық алгоритмдер құрылымдарына қарай әртүрлі кластарға бөлінетіні белгілі. Құрылған Syrga1 және Syrga2 схемалары күйді сақтай отырып, бірнеше рет қолданылатын қолтаңбалар класына жатады. Аталған схеманың көмегімен r хабарлама үшін бір жұп құпия және ашық кілт қолдану арқылы қауіпсіз қолтаңба жасауға мүмкіндігін білдіреді. Хэш функцияларына негізделген қолтаңба алгоритмдерінің беріктілігі олардың құрылымында қолданылатын хэш функцияларының қасиеттеріне байланысты. Сонымен қатар, мұндай алгоритмдер үшін қауіпсіздік деңгейін дәл көрсетуге болады. Ұсынылған схемада хэш функциялары ретінде Ақпараттық және есептеуіш технологиялар институтында әзірленген HBC-256 және HAS01 алгоритмдері қолданылады. Сонымен қатар, хабарламаға қолтаңба құру барысында, қол қою және тексеру кезіндегі схеманың өнімділігі бағаланды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В ходе разработки алгоритмов пост-квантовой криптографии на основе хеш-функций были достигнуты значимые результаты, обеспечивающие высокий уровень безопасности и эффективности. В основе алгоритмов использованы хеш-функции HBC-256 и HAS01, разработанные лабораторией информационной безопасности Института информационных и вычислительных технологий. HAS01 применяется для получения хеш-значения путем хеширования открытого текста, а HBC-256 – для формирования открытого ключа, подписания хеш-значения сообщения и его верификации. Эти функции отличаются высокой криптографической стойкостью, что подтверждается теоретическими и практическими оценками. Применение разработанных алгоритмов позволит значительно повысить уровень безопасности данных при сравнительно низких затратах на внедрение и техническую поддержку. Алгоритмы продемонстрировали конкурентные преимущества в сравнении с традиционными решениями, предлагая более устойчивую защиту от квантовых угроз при минимальном увеличении затрат по времени обработки. Разработка алгоритмов велась с учетом минимизации затрат на их дальнейшую эксплуатацию и техническую поддержку.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Хэш функциялары негізінде пост-кванттық криптография алгоритмдерін әзірлеу барысында қауіпсіздік пен тиімділіктің жоғары деңгейін қамтамасыз ететін маңызды нәтижелерге қол жеткізілді. Алгоритмдердің негізінде Ақпараттық және есептеу технологиялары институтының Ақпараттық қауіпсіздік зертханасында құрылған HBC-256 және HAS01 хеш функциялары пайдаланылды. HAS01 ашық мәтінді хештеу арқылы хеш мәнін алу үшін, ал HBC-256 ашық кілтті қалыптастыру, хабарламаның хеш мәніне қол қою және оны тексеру үшін қолданылады. Бұл функциялар теориялық және практикалық бағалаулармен расталған жоғары криптографиялық төзімділікке ие. Әзірленген алгоритмдерді қолдану енгізуге және техникалық қолдауға салыстырмалы түрде төмен шығындармен деректердің қауіпсіздік деңгейін едәуір арттыруға мүмкіндік береді. Алгоритмдер дәстүрлі шешімдермен салыстырғанда бәсекелестік артықшылықтарды көрсетті, өңдеу уақытының минималды өсуімен кванттық қауіптерден тұрақты қорғауды ұсынды. Алгоритмдерді әзірлеу, оларды одан әрі пайдалану және техникалық қолдау шығындарын азайтуды ескере отырып жүргізілді.

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : енгізілген жоқ

Efficiency (in Russian) : Основное преимущество разработанных алгоритмов – их способность противостоять атакам квантовых компьютеров, что становится ключевым фактором в условиях развития квантовых технологий. Несмотря на несколько более высокие затраты на вычисления, безопасность данных в условиях будущих угроз является приоритетом. В ходе разработки удалось достичь разумного баланса между уровнем криптографической стойкости и скоростью работы. Хотя производительность может быть ниже, чем у традиционных криптографических методов, она соответствует минимально необходимым требованиям для задач, где высокая степень защиты важнее скорости выполнения операций. Алгоритмы можно адаптировать для конкретных случаев применения, что позволяет увеличить производительность в условиях ограниченных ресурсов за счёт настройки параметра (параметр τ) под специфические требования системы.

Efficiency (in Kazakh) : Әзірленген алгоритмдердің басты артықшылығы – олардың кванттық компьютерлердің шабуылдарына қарсы тұру қабілеті, бұл кванттық технологияның дамуы жағдайында шешуші факторға айналады. Есептеу шығындарының біршама жоғары болуына қарамастан, болашақ қауіп-қатерлер жағдайында деректердің қауіпсіздігі басымдық болып табылады. Даму барысында криптографиялық төзімділік деңгейі мен жұмыс жылдамдығы арасындағы ақылға қонымды тепе-теңдікке қол жеткізілді. Өнімділік дәстүрлі криптографиялық әдістерге қарағанда төмен болуы мүмкін болса да, ол жоғары қорғаныс деңгейі операциялардың орындалу жылдамдығынан маңыздырақ болатын тапсырмалар үшін ең аз қажетті талаптарға сәйкес келеді. Алгоритмдерді қолданудың нақты жағдайларына бейімдеуге болады, бұл жүйенің нақты талаптарына параметрлерді (τ параметрі) реттеу арқылы шектеулі ресурстар жағдайында өнімділікті арттыруға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Разработанные алгоритмы пост-квантовой криптографии, основанные на хеш-функциях, имеют широкие возможности для применения в различных отраслях, где защита данных и информационная безопасность играют критическую роль. Эти алгоритмы обеспечивают высокую устойчивость к квантовым атакам и являются перспективным решением для защиты данных в будущем.

Field of application (in Kazakh) : Хэш функцияларына негізделген пост-кванттық криптографияның алгоритмдері деректерді қорғау және ақпараттық қауіпсіздік маңызды рөл атқаратын әртүрлі салаларда қолдануға кең мүмкіндіктерге ие. Бұл алгоритмдер кванттық шабуылдарға жоғары төзімділікті қамтамасыз етеді және болашақта деректерді қорғаудың перспективалық шешімі болып табылады.