Нідерлансько-українська команда шукає рішення для епохи постквантових технологій

Захист інформації нині необхідний всюди: у хмарах даних, банківських переказах, електронних перепустках, цифрових підписах тощо. Від стійкості цифрової інфраструктури залежить безпека людей, інституцій і держав. Зокрема, стабільність нашої країни та інших європейських країн під час війни.

Усі ці технології ґрунтуються на обчисленнях, виконаних математиками

Саме математична складова кібербезпеки лежить в основі проєкту «Покращені алгебраїчні методи криптоаналізу постквантових криптосистем (ALPaQCa)». Цей проєкт переміг у конкурсному відборі на додаткові грантові можливості Нідерландської дослідницької ради (NWO) для українських учених у рамках партнерської ініціативи NWO-НФДУ. Його виконує професор кафедри алгебри і комп’ютерної математики механіко-математичного факультету КНУ імені Тараса Шевченка Андрій Олійник.

Про мотивацію долучитися до міжнародного проєкту, суть дослідження, а також про те, як шукати міжнародних партнерів для співпраці, ми говоримо з Андрієм Олійником та деканом механіко-математичного факультету Оксаною Безущак.

«Українські науковці дуже часто недооцінюють себе, – зазначає Андрій Олійник. – Я зрозумів це, коли почав працювати з нідерландськими колегами. Відверто кажучи, на першому етапі ідея взяти участь у проєкті здавалася мені дещо сумнівною. Попри це, вагався недовго. Сформулював пропозиції, подав заявку на участь і отримав позитивну відповідь. Тоді зрозумів, що мої пропозиції та наукові результати цікаві для вчених із Нідерландів».

Лідеркою нідерландської команди є відома криптологиня, докторка Сімона Самарджійска (Simona Samardjiska) з Радбодського університету. За словами Андрія Олійника, науковиця допомогла йому освоїтися і включитися в роботу. «Вчені з Нідерландів підтримують Україну, – додає він. – Це дуже важливо».

У чому ж суть проєкту?

Проєкт ALPaQCa зосереджений на криптоаналізі постквантових систем з використанням алгебраїчних методів. Нідерландські науковці зазначають, що їх надихають попередні роботи українського дослідника, а його досвід дає підстави очікувати неординарного підходу до моделювання задач. Професор Олійник має досвід дослідження алгебраїчних об’єктів, змодельованих за допомогою методів комбінаторної логіки. Здатність дослідника інтерпретувати властивості за допомогою альтернативної математичної моделі є цінним доповненням до проєкту.

Якщо говорити простою мовою, то, як пояснив Андрій Олійник, основна ідея дослідження полягає в знаходженні невідомих даних за обмеженими вхідними параметрами. «Ключове слово в назві проєкту – «криптоаналіз», – зазначає науковець. – Воно означає діяльність, спрямовану на знаходження конкретних систематизованих даних у хмарі, що на перший погляд, видається випадковою інформацією».

Оксана Безущак, яка долучилася до розмови, додала, що криптоаналіз допомагає проаналізувати початкові дані, які могли бути змінені (зашифровані) чи пошкоджені. Завдання криптоаналітика – зрозуміти, як саме дані були зашифровані, врахувати можливі пошкодження, систематизувати їх і, найголовніше, отримати потрібну інформацію. Завдання ж криптографа – створити систему захисту даних.

«Дані шифрують передусім для захисту конфіденційності, – пояснює Андрій Олійник. – Без криптографії сучасний світ не працює: не функціонують ні фінанси, ні банки, ні армія. Цифровий захист людини, організації чи держави загалом називають терміном «кібербезпека».

Іншими словами, дослідження нідерландської команди, до якої приєднався український вчений, стосується математичних основ кібербезпеки. «Завдання нашого проєкту – проаналізувати майбутні (не сучасні, а саме майбутні) засоби математичних основ кібербезпеки і з’ясувати, наскільки вони можуть бути вразливими до зламу та кібератак, – коментує учений. – Наша мета – забезпечити стійкі засоби криптографічного захисту на майбутнє. Наука так і діє, досліджує не тільки те, що є у світі сьогодні, а й працює на випередження».

У назві проєкту згадуються й постквантові криптосистеми. Що це таке?

«Постквантові криптосистеми – це нові методи шифрування, які зможуть захистити інформацію навіть тоді, коли з’являться потужні квантові комп’ютери, – пояснює співрозмовник. – Сьогодні ці системи використовують експериментально, але через 10–15 років вони стануть масовими. Щоб бути впевненими в безпеці даних, потрібні такі дослідження, як наше».

До речі, перед ученим стояв вибір – долучитися до більш фундаментального чи до більш прикладного проєкту. Після недовгих роздумів він обрав прикладний.

Чому науковець зробив саме такий вибір і чому це дослідження для нього цікаве?

«Розумієте, за цією складною назвою стоїть захоплююча математика, – відповідає учений. – Це розгадування нового, розв’язання дуже нетривіальних задач».

Вчений радить колегам не боятися змінювати науковий напрямок, адже світ постійно розвивається. Не варто обмежуватися «чистою математикою» – важливо шукати теми, які можуть стати прикладними в майбутньому. Також необхідно зберігати інтелектуальну активність, читати наукові статті англійською, розуміти, що роблять колеги за кордоном. Тоді пошук партнерів для співпраці не буде проблемою.

Оксана Безущак також закликає науковців не боятися брати участь у міжнародних конкурсах. «Ми звикли критично аналізувати все: постановку задачі, алгоритми тощо, – зазначає вона. – Цю критичність ми застосовуємо не лише до математичних задач, а й до себе. Через надмірну самокритичність наша самооцінка часто невиправдано занижена. Ми недооцінюємо себе, боїмося подати заявку й отримати відмову. Проте відмова не означає, що ідея недосконала чи наукові результати вченого незадовільні. Українські вчені розв’язують найскладніші задачі, і я абсолютно впевнена, що наш досвід важливий для світу. Тож варто вірити в себе, у власні сили й можливості».

Інтерв’ю проводила Світлана ГАЛАТА