Phân tích độ an toàn của thuật toán mật mã NTRU

Hệ mật khóa công khai dựa trên lý thuyết lưới chính trong nghiên cứu mật mã hiện đại, đã và đang trở thành một xu hướng do ưu điểm về tốc độ mã hóa và giải mã, cũng như việc lưu trữ khóa cần ít tài nguyên mà độ an toàn vẫn được đảm bảo. Đặc biệt, các hệ mật này được phỏng đoán có khả năng kháng lại tấn công sử dụng máy tính lượng tử, được chứng minh an toàn dựa trên các giả thiết trong trường hợp xấu nhất. Năm 1998, NTRU là hệ mật khóa công khai được đề xuất bởi J.Hoffstein, J.Pipher và J. Silverman.

Từ đó tới nay, hệ mật này được nghiên cứu phát triển cải tiến và đã thể hiện được những ưu điểm mà người sử dụng kì vọng về hệ mật sử dụng lưới. Độ an toàn của NTRU vẫn được bảo đảm, trong đó đặc biệt theo đánh giá của NIST, hệ mật NTRU là một trong những hệ mật có khả năng kháng lại tấn công dựa trên tính toán lượng tử tốt nhất. Khi có máy tính lượng tử đủ mạnh, thuật toán Shor sẽ được dùng để thám hệ mật RSA. Hệ mật NTRU có độ an toàn dựa trên lưới, nên hiện chưa có thuật toán nào dùng cho máy tính lượng tử thám được NTRU. Năm 2009, NTRU đã được đưa vào chuẩn mật mã khóa công khai IEEE P1363.1. Năm 2020, NTRU tiếp tục được cải tiến và lọt vào vòng 3 cuộc thi mật mã hậu lượng tử của NIST [5][7].

Thuật toán NTRU được ứng dụng trong hệ thống kiểm soát và thu thập dữ liệu (Supervisory Control and Data Acquisition System) [8]. Lý do nó được ứng dụng vì có tốc độ làm việc nhanh hơn so với thuật toán RSA và ECC.