CCO – Cybersecurity and Combinatorial Optimization

Tecnologia sviluppata: Metodi di ottimizzazione quantistica e quantum‑inspired applicati alla fattorizzazione e all’analisi di protocolli crittografici
Coordinatore: Sogei SPA
Partner: Università di Bologna, Autostrade per l’Italia SPA, Intesa San Paolo SPA,  Università di Padova

I dettagli del progetto
interfaccia digitale futuristica analisi dei dati

Sintesi del progetto

Il progetto affronta una questione sempre più urgente: valutare quanto i sistemi crittografici tradizionali siano vulnerabili di fronte ai progressi del calcolo quantistico. Con l’avanzare degli algoritmi quantistici, molte tecniche di sicurezza oggi utilizzate potrebbero infatti diventare meno affidabili. L’iniziativa mira quindi a studiare queste fragilità, analizzando protocolli esistenti e sperimentando algoritmi “quantum-inspired” per comprendere quali rischi emergeranno e come prepararci al futuro.

Obiettivi

L’obiettivo principale è identificare i punti deboli dei sistemi crittografici basati su numeri primi molto grandi. Il progetto vuole capire quali algoritmi, anche se solo ispirati al calcolo quantistico, possono oggi ottenere risultati concreti nella fattorizzazione di interi e quindi mettere a rischio protocolli considerati sicuri. Questo è fondamentale per orientare lo sviluppo di nuove soluzioni resistenti ai computer quantistici.

Problemi e necessità

La sicurezza di molti sistemi crittografici si basa sulla difficoltà di fattorizzare numeri enormi. Ma l’arrivo di nuovi algoritmi quantistici potrebbe ridurre drasticamente questa difficoltà. Il progetto risponde alla necessità di valutare in modo scientifico se queste minacce siano già concrete, quali scenari potrebbero diventare critici e come progettare per tempo strategie di protezione.

Soluzioni sviluppate

Il progetto ha analizzato protocolli crittografici, identificato set di chiavi di test e selezionato tecniche adatte allo studio. È stato ottenuto un risultato simbolico ma significativo: la fattorizzazione di un numero a 24 bit tramite un algoritmo di simulated quantum annealing, oltre allo sviluppo di un approccio “quantum-inspired” basato su network tensoriali per l’implementazione dell’algoritmo di Shor.

Impatti

Il progetto aiuta a comprendere meglio quanto i sistemi crittografici attuali siano esposti ai progressi del calcolo quantistico. Questa consapevolezza è essenziale per proteggere infrastrutture critiche, dati sensibili e servizi digitali. Le organizzazioni che anticipano il rischio quantistico possono rafforzare la propria sicurezza e costruire maggiore fiducia con utenti e partner, posizionandosi anche come leader nell’adozione di standard avanzati.

Settori di applicazione

I risultati possono contribuire allo sviluppo di nuovi protocolli crittografici “quantum-resistant” e influenzare politiche, standard e strategie di sicurezza. Le tecniche studiate, basate su ottimizzazione e combinatoria, sono replicabili in molti settori: dalla Logistica alla Cybersecurity, fino al Machine Learning. Il lavoro proseguirà esplorando soluzioni ibride e più scalabili, con l’obiettivo di preparare industrie e istituzioni alla transizione verso l’era post-quantistica.

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