Ett krypteringsverktyg som skapats i samarbete med en matematikprofessor vid University of Cincinnati kommer snart att skydda telekommunikationen, onlinehandeln och bankerna och andra digitala system som vi använder varje dag.

National Institute of Standards and Technology valde fyra nya krypteringsverktyg utformade för att omintetgöra nästa generation av hackare eller tjuvar. En av dem, kallad CRYSTALS-Kyber, är samskapad av UC College of Arts and Sciences matematikprofessor Jintai Ding.

"Det är inte bara för idag utan för imorgon," sa Ding. "Det här är information som du inte vill att folk ska veta ens om 30 eller 50 år från nu."

Dings algoritm designades för att tåla sondering från kvantdatorer, som utnyttjar kraften i kvantmekaniken till hastighetsberäkningar. Ju snabbare beräkningar, desto snabbare kan ett säkerhetssystem brytas.

"Om du har tillräckligt med tid kan du dekryptera vilket system som helst," sa Ding. "Men om det tar 10 000 år så bryr sig ingen."

Institutet, en del av det amerikanska handelsdepartementet, valde CRYSTALS-Kyber bland tre andra verktyg.

Symmetrisk kryptering använder matematik för att skydda känslig elektronisk information, från de texter vi skickar till finansiella dokument vi delar. System med offentliga nyckel hjälper avsändaren och mottagaren att skapa en delad hemlig nyckel, som används för att kryptera och dechiffrera data för att avskräcka objudna tredje parter.

"Konsekvenserna är mycket djupgående," sa Ding. "Utan ett modernt krypteringssystem har vi inte internet. Vi har ingen säker kommunikation. Ingen internetbank. Inga programuppdateringar. Hela vårt digitala samhälle är beroende av modern kryptografi."

Bland fördelarna som NIST nämnde för CRYSTALS-Kyber var dess effektivitet.

"Det kan inte vara för långsamt," sa Ding. "Du vill inte ha fördröjning. Du vill läsa ditt meddelande omedelbart."

På samma sätt vill du inte att krypteringen ska ta upp värdefull datorlagring.

Den federala myndigheten valde också tre algoritmer för att verifiera människors identiteter under digitala transaktioner.

"Systern till Kyber heter Dilithium, som används för autentisering. De används ibland tillsammans och ibland används de separat", sa Ding.

Namnen kanske är bekanta för fans av "Star Trek" och "Star Wars". Kyber-kristaller driver ljussabel medan dilitiumkristaller driver varpdriften hos USS Enterprise. Ding krediterade sina medarbetare för de färgglada namnen.

"Kryptering är inte lika lätt att förstå som "Star Wars", skämtade han.

Behovet av förbättrad cybersäkerhet kan inte överskattas, säger Richard Harknett, ordförande för UC:s Center for Cyber ​​Strategy and Policy.

"Kvantteknik har potential att undergräva grunderna för hur vi säkert utbyter digital data," sa Harknett. "Professor Jintai Ding har varit ledande inom detta område i årtionden och har arbetat konsekvent för att lösa detta hotande hot. Han och hans team har försett NIST med en lösning som kommer att gynna global säkerhet.

"Vi har turen att ha Dr. Ding, vars vision har drivit kryptografi till en ny nivå. UC talar om nästa liv här. Dr. Ding har bevisat att det gör det."

De standarder som antagits av USA blir ofta de facto-standarder runt om i världen, sa Ding. Så den nya cybersäkerheten kan få långtgående konsekvenser.

Ding tog en omständlig väg för att studera kryptografi. Hans expertis som fast professor i matematik vid UC var i kvantalgebra. Men 2001 läste han om en kvantdator skapad av MIT-fysikern Isaac Chuang.

"Jag blev förvånad. Jag insåg omedelbart att vi måste ersätta alla befintliga nyckelkodsystem som skyddar våra data", sa han. "Jag gav upp det jag gjorde och bytte till kryptografi. UC gav mig mycket stöd."

Implementeringen av den nya säkerheten förväntas ta år eftersom det inte är lika lätt som att installera en programvarukorrigering. Men dess skydd kan hålla i en generation.

Även när krypteringsverktygen blir kraftfullare arbetar andra med nya attacker för att knäcka dem.

"Det här är ett spel vi kommer att fortsätta spela," sa Ding. "Vi kan aldrig vara självbelåtna." + Utforska vidare

NIST tillkännager de fyra första kvantresistenta kryptografiska algoritmerna