Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.
NeuroAtom Компактное криптографическое ядро (9.6 КБ, 8 функций) с квантовой стойкостью
Настоящая статья завершает цикл публикаций, посвящённых разработке криптографического примитива NeuroAtom, и представляет финальную архитектуру экосистемы. Ядро реализует восемь функций безопасности хеширование, потоковое шифрование, генератор псевдослучайных чисел, код аутентификации сообщения, цифровую подпись, функцию формирования ключа, обмен ключами
и аутентифицированное шифрование в объёме 9.6 КБ полезной нагрузки (5,2 КБ код
и 4,4 КБ данные). Тестирование по методике NIST SP 800-22 проведено на 16 выборках
объёмом 100 МБ каждая (835 двоичных последовательностей на выборку): 8 выборок
для режима REAL и 8 выборок для режима TRAP (ловушки псевдоданных). Все 16 выборок показали пропорционально-успешных последовательностей в допустимых пределах
(не ниже 818 из 835 для тестов с уровнем значимости 0.01). Лавинные характеристики измерены в 24 тестах (12 функций × 2 режима), нулевых лавин не обнаружено. Показана неприменимость алгоритма Шора ввиду отсутствия абелевых скрытых подгрупп.
TRAP-режим исключает возможность построения оракула для алгоритма Гровера
без знания открытого текста: каждый неверный ключ порождает собственную криптографически корректную реальность, и квантовый компьютер не имеет критерия
для выбора истинной. Программная реализация на универсальном процессоре обеспечивает скорость хеширования 80 МБ/с. Предварительные оценки аппаратной реализации (180 нм КМОП) указывают на ~10 000 логических вентилей при полном отсутствии статической памяти; ожидаемое энергопотребление ориентировочно 20 пДж
на операцию. Ранее опубликованные результаты NIST тестирования, лавинного анализа
и доказательства квантовой стойкости интегрированы в данную статью как элементы единой доказательной базы.
1. Суркова М.А. NeuroHash: криптографическая нейросетевая хэш-функция размером 8 КБ. Препринт, 2026. DOI: 10.24108/preprints-3114765.
2. Суркова М.А. NeuroHash: оценка устойчивости к квантовым атакам. Препринт, 2026. DOI: 10.24108/preprints-3114766.
3. Суркова М.А. NeuroCipher: нейросетевой генератор псевдослучайных последовательностей размером 8 КБ. Препринт, 2026. DOI: 10.24108/preprints-3114767.
4. Суркова М.А. NeuroSign: нейросетевая система цифровой подписи размером
5. КБ. Препринт, 2026. DOI: 10.24108/preprints-3114768.
6. Суркова М.А. NeuroKEX: постквантовый протокол обмена ключами размером
7. КБ с защитой от side-channel атак. Препринт, 2026. DOI: 10.24108/preprints-3114769.
8. Суркова М.А. NeuroDRBG: нейросетевой детерминированный генератор случайных чисел с кэш-ускорением 2296× и пропускной способностью до 9 ГБ/с. Препринт, 2026. DOI: 10.24108/preprints-3114770.
9. Суркова М.А. NeuroMAC: нейросетевой код аутентификации сообщений с пакетным ускорением 174×, полным прохождением NIST SP 800-22 (15/15) и устойчивостью к timing attacks. Препринт, 2026. DOI: 10.24108/preprints-3114771.
10. Суркова М.А. NeuroKDF: постквантовая функция вывода ключей с размером кода
11. КБ. Препринт, 2026. DOI: 10.24108/preprints-3114877.
12. Суркова М.А. NeuroAEAD: постквантовое аутентифицированное шифрование на основе нейросетевой архитектуры с размером кода 7 КБ. Препринт, 2026.
13. DOI: 10.24108/preprints-3115218.
14. National Institute of Standards and Technology. A Statistical Test Suite for Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications. NIST Special Publication 800-22, Rev. 1a, 2010.
15. Shor P.W. Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer, SIAM Journal on Computing. 1997. Vol. 26, No. 5. P. 1484–1509.
16. Grover L.K. A Fast Quantum Mechanical Algorithm for Database Search, Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on Theory of Computing. 1996. P. 212–219.
17. Merkle R.C. Secrecy, Authentication, and Public Key Systems. Ph.D. Thesis, Stanford University, 1979.
18. Damgård I. A Design Principle for Hash Functions, Advances in Cryptology CRYPTO'89. Springer, 1990. P. 416–427.
19. Kocher P. Timing Attacks on Implementations of Diffie-Hellman, RSA, DSS, and Other Systems, Advances in Cryptology CRYPTO'96. Springer, 1996. P. 104–113.
20. Landauer R. Irreversibility and Heat Generation in the Computing Process, IBM Journal of Research and Development. 1961. Vol. 5, No. 3. P. 183–191.
