Дослідження можливості використання та переваг постквантових алгоритмів залежно від умов застосування

Ivan Gorbenko Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна
Vladimir Ponomar Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна
Marina Yesina Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

Ключові слова: постквантові криптографічні алгоритми, порівняльна оцінка криптоалгоритмів, критерії порівняння криптоалгоритмів

Анотація

Встановлена необхідність проведення порівняльного аналізу та оцінки можливості використання асиметричних постквантових криптографічних механізмів. Для порівняння обрано методику оцінювання на основі інтегральних оцінок безумовних і умовних критеріїв. Аналіз проведено серед алгоритмів, що задовольнили загальні безумовні критерії. В якості умовних критеріїв обрано чисельні характеристики алгоритмів. Крім того, висувалися додаткові безумовні критерії, що відрізнялися залежно від умов застосування. Актуальність досліджень пов’язана з прогнозом появи квантового комп’ютера. А в існуючих дослідженнях вже доведено, що поточні криптографічні алгоритми мають вразливості до методів квантового криптоаналізу. Тому вже зараз лідируючі інститути стандартизації криптоалгоритмів проводять дослідження та порівняння для вибору постквантового стандарту криптографії. У результаті досліджень було встановлено відсутність універсального постквантового криптографічного алгоритму. Запропоновано відокремити три варіанти використання постквантових алгоритмів: для легкої криптографії, використання стандартними автоматизованими системами і використання в хмарному середовищі. Для кожних умов застосування проведено окреме оцінювання переваг криптографічних алгоритмів. Виявлені недоліки лідируючого кандидата. Надані рекомендації використовувати ці алгоритми в якості основного на час перехідного періоду. А, якщо підозра підтвердиться, запропоновано альтернативи. Результати досліджень дозволяють зрозуміти поточний стан розвитку постквантових криптоалгоритмів і спрогнозувати можливий їх подальший розвиток. Практичне значення дослідження полягає в отриманні оцінки постквантових алгоритмів в залежності від умов застосування.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографії авторів

Ivan Gorbenko, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

д.т.н., проф., лауреат Державної премії України

Vladimir Ponomar, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

аспирант, факультет комп'ютерних наук (ФКН)

Marina Yesina, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна

аспірантка, факультет комп'ютерних наук (ФКН)

Посилання

Koblitz N. A riddle wrapped in an enigma / Neal Koblitz, Alfred J. Menezes [Electronic Resource]. – Way of access: https://eprint.iacr.org/2015/1018.pdf. - Title from the screen.

Shor P. W. Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer / P. W. Shor // SIAM J. Comput. – 1997. – Issue 26 (5). – P. 1484 – 1509.

Grover L. K. A fast quantum mechanics algorithm for database search / L. K. Grover [Electronic Resource]. – Way of access: http://cds.cern.ch/record/304210/files/9605043.pdf. - Title from the screen.

Moody D. Post-Quntum Cryptography: NIST’s Plan for the Future / D. Moody // The Seventh International Conference on Post-Quntum Cryptography, Japan, 2016 [Electronic Resource]. – Way of access: https://pqcrypto2016.jp/data/ pqc2016_nist_announcement.pdf. - Title from the screen.

Mosca M. Setting the Scene for the ETSI Quantum-safe Cryptography Workshop / M. Mosca // E-proceedings of “1st Quantum-Safe-Crypto Workshop”, Sophia Antipolis, Sep 26-27, 2013 [Electronic Resource]. – Way of access: http://docbox.etsi.org/Workshop/2013/201309_CRYPTO/eproceedings_Crypto_2013.pdf. - Title from the screen.

Jao D. Isogeny-Based Quantum-Resistant Undeniable Signatures / D. Jao, V. Soukharev // PQCrypto 2014. – P. 160–179.

Postkvantova kryptografija ta mehanizmy i'i' realizacii' / I.D. Gorbenko, O.O.Kuznjecov, O.V.Potij ta in. // Radiotehnika. – 2016. – Vyp. 186. – S. 32–52.

Gorbenko Ju.I. Metody pobuduvannja ta analizu, standartyzacija ta zastosuvannja kryptografichnyh system / Ju. I. Gorbenko: monografija; za zag. red. I. D. Gorbenko. – Harkiv: Fort, 2015. – 959 s.

Lenstra H. W. Analysis and comparison of some integer factoring algorithms, in Computational Methods in Number Theory / H. W. Lenstra, Jr. Tijdeman, R. Tijdeman // Math. Centre Tract 154. – 1982. – Р. 89–141.

Yesina M. Methods of cryptographic primitives comparative analysis / Maryna Yesina, Yurij Gorbenko // Inżynier XXI wieku (“Engineer of XXI Century”): the VI Inter University Conference of Students, PhD Students and Young Scientists; University of Bielsko-Biala, Poland, December 02, 2016. – Bielsko-Biała: Wydawnictwo Naukowe Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku-Białej, 2016. – P. 451–462.

Nogin V. D. Uproshchennyi variant metoda analiza ierarkhii na osnove nelineinoi svertki kriteriev / V. D. Nogin [Elektronnyi resurs]. – Rezhim dostupa: http://www.apmath.spbu.ru/ru/staff/nogin/nogin_p11.pdf. – Zagl. s ekrana.

Ekspertnye otsenki pri razrabotke reshenii [Elektronnyi resurs]. – Rezhim dostupa: http://books.ifmo.ru/file/pdf/817.pdf – 20.05.2016. – Zagl. s ekrana.

Wang H. An efficient quantum meet-in-the-middle attack against NTRU-2005 / H. Wang, M. Zhi, M. ChuanGui // Chinese Science Bulletin. – 2013. – Vol. 58. – № 28–29. – Р. 3514–3518.

An Improved MITM Attack Against NTRU / Zhijian Xiong, Jinshuang Wang, Yanbo Wang et al. // International Journal of Security and Its Applications. – 2012. – Vol. 6. – № 2. – P. 269–274.