随着NIST PQC标准化竞赛在这些年来的发展,不仅让我们关注到因应量子破密的趋势,是越来越明朗,同时,也让我们发现,原来台湾有不少专家学者参与竞赛团队,为全球PQC标准化做出贡献,而竞赛外也还有多位学者投入PQC领域研究。
对于NIST举办PQC标准化竞赛一事,身为台大数学系兼任助理教授陈君明,向我们说明了国内PQC发展现况,同时指出目前台湾有4位专家参与到竞赛的团队,而他本身也是国内很早投入PQC领域研究的专家之一。摄影/洪政伟
国内4人参与竞赛团队,多位国际学者与台湾的渊源深
基本上,在2020年7月,NIST PQC已经公布入选第三轮的名单,包含数位签章项目的3个队伍,包含CRYSTALS-DILITHIUM、FALCON与Rainbow,以及公钥加密系统项目的4个队伍,包含:Classic McEliece、CRYSTALS-KYBER、NTRU与SABER。
而在上述7队之外,还有8个列为候选的队伍,也是可能有败部复活的机会,包括NTRU Prime与SPHINCS+等。
到底当中有那些台湾专家?我们请台大数学系兼任助理教授陈君明为我们一一解答,他对于国内这方面的专家学者相当熟悉,并点名了国内10多位专家。
例如,在Rainbow团队中有两位台湾学者参与,其中一位是杨柏因,他是台大物理系毕业,美国麻省理工学院(MIT)数学博士,现为中央研究院研究员。特别的是,在陈君明眼中,现在台湾的PQC学术研究,几乎是以杨柏因为中心。他说,在国内PQC领域中,你可能会发现,有些人是他的学生,有些国际密码学家都与他相熟。因此,如果要认识台湾PQC领域的关键人物,杨柏因就是不能错过的一位。
另一位是陈明兴,他在台大电机念硕博士,目前在德国进行博士后研究。
而在Classic McEliece团队中,则是周彤,他是台大电机硕士,在荷兰读博士班,现为中央研究院助研究员。
此外,在候选名单的NTRU Prime团队中,杨柏因与陈明兴也参与其中,他们等于同时加入了不同的两个团队,还有一位则是彭柏源,他现在是台大电机系博士生。
因此,总计下来,在这次PQC决赛的团队中,台湾共有4位专家学者参与。
不仅如此,陈君明还特别介绍一些国际知名的PQC专家,这是因为,他们都跟台湾有很深的渊源。
例如,Daniel J. Bernstein与Tanja Lange这两位密码学家,他们在这次决赛,共参与3个团队,包括Classic McEliece、NTRU Prime与SPHINCS+,而且,两人在这些团队中几乎是主要贡献者之一,特别是Daniel J. Bernstein。
陈君明解释,这点从每个投稿团队所列出的作者清单,就可以看出其关连,以学术界的惯例而言,主要贡献者会放在最前面,除非成员贡献没有明显差异,作者顺序就是依照英文字母顺序排列。
而大家可能不知道的是,Daniel J. Bernstein他们两人几乎每年都会来台湾进行研究,并且与杨柏因、中研院合作密切。在这次竞赛的NTRU Prime团队中,就有他们两人,以及陈明兴、彭柏源与杨柏因。
此外,在2020年9月中举行的HITCON 2020台湾骇客年会,Daniel J. Bernstein他们两人也在第二日担任压轴讲师,介绍他们的研究成果,以及说明NIST如何对后量子密码学标准化。
另外,还有一位是Peter Schwabe,也很值得一提,他正在台湾做博士后研究,而他与前述提及的周彤,两人的博士论文指导教授都是Daniel J. Bernstein与Tanja Lange。
特别的是,Peter Schwabe在这次NIST竞赛中是非常活跃,我们从名单中可以发现,在决选与候选中的5个团队中,都有他的身影,他并是CRYSTALS-KYBER团队主要贡献者。
台湾-相当看重后量子密码学的发展,在-研究资讯系统的列表中,其实就可以看到相关的研究计划与年度经费。而在这些研究计划中,以计划主持人而言,出现最多次的是杨柏因,其次为郑振牟、陈荣杰、钟楷闵、赖青沂与周彤。
在竞赛之外,PQC领域在台湾也有多位学者投入研究
在陈君明的介绍之下,我们才发现,原来台湾在PQC领域的研究能量与环境,其实也不容小觑。
而在上述提及的专家学者之外,没有参与这次竞赛投稿的台湾学者,也有不少致力于PQC领域。
举例来说,陈君明本身就是一例。他在读博士班时,曾于指导教授莫宗坚老师带领下,研究多变量密码学,后续则是教了20年的密码学,同时也进入业界,朝向实务与商业上的应用,因此,他现在的身份,除了台大数学系兼任助理教授,也是汇智安全科技董事长。
而他的弟弟陈君朋,也投入这方面的研究多年,他2020年一篇研究报告,是关于多变量分析应用于旁路攻击。
此外,还有中央研究院研究员钟楷闵,他从事PQC理论研究近十年;之前在台湾大学的电机工程学系教授郑振牟,现今他在日本大阪大学;以及台湾交通大学资讯工程系陈荣杰教授等。
换言之,台湾密码学界很早就研究此一领域。另外,陈君明也透露了往年的经历与小故事。例如,他与杨柏因在学生时期因喜爱桥牌,于台大桥艺社结识;首开数理资优生跳级升学先例,并催化国内资优教育风潮的杨柏因,在22岁已取得美国MIT数学博士;当杨柏因在MIT念组何学时,陈君明还记得对他说过的一句话:“密码学这个领域,既有趣又实用,对于具有数学背景的他们,研究上会比较占便宜”,因此邀请杨柏因一同来研究。
因此,国内学界并不是最近才关注PQC,其实早在20年前,就开始累积这方面的能量。陈君明也举例,在2004年,他、杨柏因与两人的一位学生,当时就发表过一篇名为TTS:High-Speed Signatures on a Low-Cost Smart Card的报告,是关于多变量密码学的研究,就是属于PQC的范畴。
另一方面,除了台湾学界,其实国内-对于PQC领域,也早已在准备并储备能量。陈君明提到,像是前两年在美国举行的国际密码学会议上,台湾都有5人前往参与,在陈君明、陈君朋与杨柏因之外,其实,还有两位是来自-单位的专家。
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