Postkvantkrüptograafia alused NIST standardiseerimisprogrammi põhjal

Date

2019

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Tänapäeval on andmeturve paljudes valdkondades määrava tähtsusega, kuid hiljutised edusammud kvantmehhaanika valdkonnas võivad tänased interneti turvaprotokollid ohtu seada. Kuna kvantvutid on tõenäoliselt võimelised murdma meie praeguseid krüptostandardeid, tekib vajadus tugevamate krüpteerimisalgoritmide järele. Viimaste kümnendite jooksul on postkvantkrüptograafia saanud palju tähelepanu, kuid siiani pole ükski postkvantkrüptograafiline algoritm standardiseeritud ulatuslikuks kasutamiseks. Seetõttu algatati NIST programm, mille eesmärk on valida uued krüptostandardid, mis säilitaks oma turvalisuse ka kvantarvutite vastu. Käesolev lõputöö annab ülevaate postkvantkrüptograafia erinevatest valdkondadest - võrepõhine, koodipõhine, räsipõhine ja mitmemuutujaline krüptograafia - kasutades näiteid NIST standardiseerimisprogrammist. Lõputöö eesmärk on koostada ülevaatlik materjal, mis annaks informaatika või matemaatika taustaga tudengile laiahaardelised algteadmised postkvantkrüptograafia valdkonnast.
Nowadays, information security is essential in many fields, ranging from medicine and science to law enforcement and business, but the developments in the area of quantum computing have put the security of current internet protocols at risk. Since quantum computers will likely be able to break most of our current cryptostandards in trivial time, a need for stronger and quantum-resistant encryption algorithms has arisen. During the last decades, a lot of research has been conducted on the topic of quantum-resistant cryptography, yet none of the post-quantum algorithms have yet been standardized. This has encouraged NIST to start a program to select the future post-quantum cryptography standards. This thesis gives an overview of different types of quantum-resistant algorithms, such as lattice-, code-, hash- and multivariate polynomial based algorithms, for public key encryption and signature schemes, using the examples from NIST’s postquantum cryptography standardization program. The aim of this paper is to compose a compact material, which gives a person with computer science background a basic understanding of the main aspects of post-quantum cryptography.

Description

Keywords

Citation