|
|
Post-Quantum Ciphers
Novosadová, Tatiana ; Ricci, Sara (referee) ; Hajný, Jan (advisor)
Národný inštitút pre štandardy a technológie (NIST) zahájil proces na získanie, vyhodnotenie a štandardizáciu jedného alebo viacerých kryptografických algoritmov využívajúcich verejný kľúč prostredníctvom verejnej súťaže. Cieľom tejto dimplomovej práce je naštudovať dostupné postkvantové algoritmy pre ustanovenie kľúča, ktoré boli zverejnené v treťom kole tejto súťaže. Po dôkladnej analýze a porovnaní bol jeden zo študovaných algoritmov implementovaný s využitím knižníc dostupných pre daný algoritmus, následne bol program optimalizovaný a zdokumentovaný.
|
|
|
Modular network communication using post-quantum cryptography
Kopecký, Samuel ; Malina, Lukáš (referee) ; Smékal, David (advisor)
Súčasné kryptografické primitíva, ktoré sú popísané na začiatku tejto práce budú prelomené budúcimi kvantovými počítačmi. Táto práca popisuje proces lámania súčasnej krypografie spolu so základným popisom kvantovej mechaniky, ktorá je kľúčom k funkčným kvantovým počítačom. Taktiež predstavuje dostupné riešenia, ako je postkvantová kryptografia. Konkrétnejšie je predstavená kryptografia založená na kódoch, hašoch mriežkach. Najpodrobnejšie je opísaná kryptografia založená na mriežkach a sú predstavené špecifické NIST štandardizované algoritmy – Kyber a Dilithium. Spolu s teoretickým popisom je poskytnutá implementácia pre obidve algoritmy a porovnanie s existujúcimi implementáciami v programovacom jazyku Go. Praktické využitie týchto algoritmov je realizované modulárnou kvantovo odolnou komunikačnou aplikáciou. Je schopná posielať ľubovoľné dáta cez kvantovo odolný zabezpečený kanál a je dobre prispôsobená univerzálnemu textovému rozhraniu UNIX systmémoch. Viac špecificky, aplikácia je schopná vymieňať súbory medzi dvoma používateľmi a tiež vytvárať terminálové používateľské rozhranie, s ktorým môžu používatelia komunikovať. Protokol, ktorý je zodpovedný za vytvorenie zabezpečeného kanála, je dobre definovaný v posledných kapitolách tejto práce. Modularita aplikácie tiež umožňuje používateľom odstrániť a/alebo pridať akýkoľvek mechanizmus výmeny kľúčov alebo digitálny podpis, ktoré sú zodpovedné za vytvorenie zabezpečeného kanála s veľmi malými zmenami kódu a dobrou integráciou do existujúcich komponentov aplikácie.
|
|
|
An Implementation of Lattice-based Proof-of-Work on Blockchain
Krivulčík, A. ; Ricci, S.
Cryptocurrencies and blockchain are skyrocketing in recent years. They rely on Proof-of-Work (PoW) mechanisms for generating a new transaction and turn this process into ”work” (i.e., puzzles) where miners are paid for. With the advent of quantum computers, also PoW starts to migrate to post-quantum cryptographic alternatives. To the best of our knowledge, we present the first implementation of a lattice-based PoW based on the Shortest Vector Problem (SVP). By implementing in Python 3 and with the use of the NumPy library, we wrote a software that uses this concept on an artificial blockchain and demonstrates its real-world use. Even if this proposal has drawbacks on GPU optimisation and storage requirements, it shows its potential in use. The experimental results show that by balancing the size and generated range of a given matrix and vector, we can easily manipulate the time required to solve SVP challenge.
|
|
|
Post-Quantum Ciphers
Novosadová, Tatiana ; Ricci, Sara (referee) ; Hajný, Jan (advisor)
Národný inštitút pre štandardy a technológie (NIST) zahájil proces na získanie, vyhodnotenie a štandardizáciu jedného alebo viacerých kryptografických algoritmov využívajúcich verejný kľúč prostredníctvom verejnej súťaže. Cieľom tejto dimplomovej práce je naštudovať dostupné postkvantové algoritmy pre ustanovenie kľúča, ktoré boli zverejnené v treťom kole tejto súťaže. Po dôkladnej analýze a porovnaní bol jeden zo študovaných algoritmov implementovaný s využitím knižníc dostupných pre daný algoritmus, následne bol program optimalizovaný a zdokumentovaný.
|
|
|
Cryptoanalysis of a Post-quantum Cryptography Algorithm
Štumpf, Daniel ; Hojsík, Michal (advisor) ; Příhoda, Pavel (referee)
National Institute of Standards and Technology (NIST) is currently running a stan- dardization process for a post-quantum cryptography primitives. Depending on the al- gorithms building blocks these primitives can be divided into five categories. In the first part of this thesis we described all five categories and compared their characteristics. The most important aspect of the schemes for NIST is security against both classical and quantum adversaries. We chose one of the five categories (namely, we picked lattice- based cryptosystems) for further cryptanalysis. As we think that the security analysis of some of the second round candidates in the NIST standardization project is not suffi- ciently well described in their specification documents and some known attacks are not considered at all, we provide a unified security analysis of these schemes. We described two currently known attacks (primal and dual attacks) against lattice-based schemes, estimated cost of these attacks against the lattice-based candidates in the second round of the NIST standardization project and compared these values with the security claimed by these candidates. In most cases our estimations matches those published in the speci- fication documents and therefore we conclude that the security estimates claimed by the candidates are...
|
guest ::
