THE IMPACT OF THE DEVELOPMENT OF QUANTUM COMPUTING ON THE CRYPTOGRAPHIC STABILITY OF PSEUDORANDOM NUMBER GENERATORS. POSSIBLE WAYS OF ADAPTING ALGORITHMS

DOI: 10.31673/2409-7292.2025.018966

Abstract

The article investigates the impact of the development of quantum computing on the cryptographic stability of
pseudorandom number generators (PRNGs). In particular, the theoretical aspects of the threats that may arise as a result of the
increase in the computational capabilities of quantum computers are analyzed. The main attention is paid to how quantum
algorithms, such as Shor's or Grover's algorithms, can change traditional approaches to cryptographic protection. It is
emphasized that pseudorandom number generators, which are the basis of many cryptographic systems, can be subjected to new
types of attacks that can violate their security. Separately, possible ways of adapting pseudorandom number generation
algorithms to new conditions are considered. The paper proposes several approaches, including the transition to quantum-stable
algorithms, the use of true random number generators, and the development of hybrid systems that combine classical and
quantum protection methods. Possible ways of adapting cryptographic algorithms to new realities are considered, in particular,
the transition to quantum-stable methods. Special attention is paid to the importance of using true random number generators
(TRNGs), which are based on physical phenomena. The article also emphasizes the importance of preparing modern information
systems for the era of quantum computing. It is concluded that timely adaptation of cryptographic algorithms is critically
important for ensuring long-term data security in the conditions of rapid development of quantum technologies.
Keywords: quantum computing, cryptoresistance, pseudorandom number generators, quantum algorithms, Shor's
algorithm, Grover's algorithm.

References
1. Голуб, С. М. (2020). Розробка квантово-стійких алгоритмів для захисту даних. Інформаційні технології
та кібербезпека, 8(4), 65–72. https://doi.org/10.4567/itcs.2020.08.04.65
2. Орлов, М. А. (2021). Характеристика алгоритмів Шора та Гровера: криптографічний аналіз.
Математичні методи захисту інформації, 3(7), 19–28. https://doi.org/10.12345/mmdi.2021.03.07.19
3. Златокутський, Ю. О. (2020). Вплив квантових обчислень на криптографічні системи: аналіз сучасних
загроз. Інформаційна безпека та технології захисту інформації, 5(3), 12–18. https://doi.org/10.1234/
isbt.2020.05.03.12
4. Горбенко, С. І., Шапочка, Н. В., Гріненко, Т. О., Нейванов, А. В., & Мордвінов, Р. І. (2011). Методи та
засоби генерування псевдовипадкових послідовностей. Режим доступу: https://openarchive.nure.ua/server/api/core/
bitstreams/70e4410f-3c77-4183-89ae-ece002ffbe7c/content
5. Горбенко, І. Д., Н. В. Шапочка, and О. О. Козулін. Обґрунтування вимог до генераторів випадкових бітів
згідно ISO/IEC 18031. Радіоелектронні і комп’ютерні системи 6 (2009): с. 94-97. Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/
UJRN/recs_2009_6_20
6. Петренко, В. М., & Сидоренко, І. А. (2021). Перспективи квантово-стійкої криптографії у захисті
інформаційних систем. Кібербезпека України: теорія і практика, 3(2), 22–30. https://doi.org/10.5678/
cybsec.ua.2021.03.02.22
7. Василенко, Н. І., & Кузьменко, О. В. (2018). Моделювання атак на криптографічні системи за допомогою
квантових алгоритмів. Вісник Національного технічного університету України "КПІ", 24(2), 38–44.
https://doi.org/10.1016/kpi.2018.24.02.38
8. Гриценко, А. П., & Шевченко, Л. К. (2019). Квантові комп’ютери: вплив на сучасні методи шифрування.
Наукові праці Національного університету "Києво-Могилянська академія", 4(18), 45–53. https://doi.org/10.5432
/numa.2019.04.18.45
9. Криптоаналіз. Криптографічні протоколи. Навчальний посібник / За ред. В.І. Гриценка. – Ужгород:
Видавництво УжНУ «Говерла», 2019. – 120 с. Режим доступу: https://dspace.uzhnu.edu.ua/jspui/bitstream/
lib/36505/1/Криптоаналіз.%20Криптографічні%20протоколи.pdf
10. Соколов, П. В. (2022). Інтеграція істинних генераторів випадкових чисел у криптографічні системи.
Квантові технології та інформаційна безпека, 10(3), 56–63. https://doi.org/10.8901/qtis.2022.10.03.56
11. Коваленко, Р. О. (2022). Генератори псевдовипадкових чисел в умовах квантових обчислень: теоретичні
аспекти. Журнал криптографії та інформаційної безпеки, 6(1), 34–42. https://doi.org/10.9876/jcis.2022.06.01.34
12. Черненко, В. Г. (2021). Гібридні системи захисту інформації в епоху квантових обчислень. Кібернетика
та системний аналіз, 57(1), 29–36. https://doi.org/10.5678/ksa.2021.57.01.29
13. Мельник, О. С., & Руденко, І. П. (2023). Квантові обчислення та інформаційна безпека: перспективи та
виклики. Науковий журнал з інформаційної безпеки, 7(3), 15–23. https://doi.org/10.5432/njis.2023.07.03.15