Удосконалена схема електронного цифрового підпису на основі кодів
Анотація
Стаття присвячена вивченню та дослідженню властивостей криптосистем на основі кодів. Вони забезпечують високий рівень безпеки навіть в умовах квантового криптографічного аналізу, тобто відносяться до криптосистем нового покоління, до так званих, криптосистем для пост-квантового застосування. Головним недоліком відомих схем цифрового підпису із застосуванням кодів є великий час на формування підпису. Це пов’язано із великою кількістю спроб декодування випадково сформованого вектору (який інтерпретується як синдромний вектор). Висока складність такої процедури вимагає пошуку нових механізмів та алгоритмів, які б прискорили формування електронного підпису за допомогою кодів. У статті представлено результати за двома векторами досліджень. По-перше, ми пропонуємо нову кодову схему цифрового підпису, що базується на використанні однонаправленої функції із класичної криптосистеми Мак-Еліса і не тільки дозволяє забезпечити належний рівень стійкості до класичного криптоаналізу та криптоаналізу із застосуванням квантових компютерів, але і, порівняно із відомими альтернативами,надає захист від атак особливого типу, таких як атака одночасної підробки. Також наводяться кількісні оцінки надійності та швидкості нового криптографічного алгоритму, які отримано шляхом експериментальної перевірки на кодах БЧХ. Другий вектор досліджень стосується дослідження нового напряму, який пов'язаний із модифікацією роботи декодеру шляхом штучного збільшення виправляючої здатності коду. Завдяки вдосконаленій схемі декодування ми можемо значно скоротити час генерації підписів. У роботі підтверджено ефективність застосуванння запропонованої модифікації декодеру алгебраїчних блокових кодів при реалізації нової схеми цифрового підпису у порівнянні із класичним декодером Пітерсона-Горенстейна-Цирлера у контексті порівняння швидкості формування підпису та кількості необхідних спроб декодування.
Завантаження
Посилання
Padhye S. et al. Digital Signature [Electronic resource] // Introduction to Cryptography. CRC Press, 2018. P. 205–222. URL: https://www.taylorfrancis.com/ (accessed: 16.07.2020).
Priyadarshini S.B.B. et al. Digital Signature and Its Pivotal Role in Affording Security Services [Electronic resource] // Handbook of e-Business Security. Auerbach Publications, 2018. P. 365–384. URL: https://www.taylorfrancis.com/ (accessed: 16.07.2020).
Martin K.M. Digital Signature Schemes. Oxford University Press, 2017. Vol. 1.
Rubinstein-Salzedo S. Cryptography. Cham: Springer International Publishing, 2018.
Klima R.E. et al. Cryptology : Classical and Modern. Chapman and Hall/CRC, 2018.
Martin K. Everyday Cryptography. Oxford University Press, 2017. Vol. 1.
National Academies of Sciences E. Quantum Computing: Progress and Prospects. 2018.
Aaronson S. Quantum computing and hidden variables // Phys. Rev. A. 2005. Vol. 71, № 3. P. 032325.
Preskill J. Quantum Computing in the NISQ era and beyond // Quantum. 2018. Vol. 2. P. 79.
Post-Quantum Cryptography: 11th International Conference, PQCrypto 2020, Paris, France, April 15–17, 2020, Proceedings / ed. Ding J., Tillich J.-P. Cham: Springer International Publishing, 2020. Vol. 12100.
Computer Security Division I.T.L. Post-Quantum Cryptography | CSRC | CSRC [Electronic resource] // CSRC | NIST. 2017. URL: https://content.csrc.e1c.nist.gov/Projects/Post-Quantum-Cryptography/faqs (accessed: 16.07.2020).
Overbeck R., Sendrier N. Code-based cryptography // Post-Quantum Cryptography / ed. Bernstein D.J., Buchmann J., Dahmen E. Berlin, Heidelberg: Springer, 2009. P. 95–145.
Kuznetsov A. et al. Code-based electronic digital signature // 2018 IEEE 9th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT). 2018. P. 331–336.
Kuznetsov A. et al. New Approach to the Implementation of Post-Quantum Digital Signature Scheme // 2020 IEEE 11th Inter-national Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT). 2020. P. 166–171.
Kuznetsov A. et al. Code-Based Schemes for Post-Quantum Digital Signatures // 2019 10th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS). 2019. Vol. 2. P. 707–712.
Courtois N.T., Finiasz M., Sendrier N. How to Achieve a McEliece-Based Digital Signature Scheme // Advances in Cryptology — ASIACRYPT 2001 / ed. Boyd C. Berlin, Heidelberg: Springer, 2001. P. 157–174.
McEliece R.J. A Public-Key Cryptosystem Based On Algebraic Coding Theory // Deep Space Netw. Prog. Rep. 1978. Vol. 44. P. 114–116.
Finiasz M. Parallel-CFS // Selected Areas in Cryptography / ed. Biryukov A., Gong G., Stinson D.R. Berlin, Heidelberg: Springer, 2011. P. 159–170.
Blahut R.E. Theory and Practice of Error Control Codes. Reprint. with corr edition. Reading, MA: Addison-Wesley, 1983. 500 p.
The Theory of Error-Correcting Codes. Elsevier, 1977. Vol. 16.
Clark G.C., Cain J.B. Error-Correction Coding for Digital Communications. Boston, MA: Springer US, 1981.
Kuznetsov A. et al. Code-based public-key cryptosystems for the post-quantum period // 2017 4th International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S T). 2017. P. 125–130.
