Cryptanalysis of post-quantum lattice- and code-based primitives: practical records and theoretical improvements

后量子点阵和基于代码的原语的密码分析:实践记录和理论改进

基本信息

项目摘要

Our project is dedicated to cryptanalysis of post-quantum lattice-based and code-based public-key encryption schemes. The research questions we aim to address are divided into three categories: cryptanalysis of the NTRU cryptosystem, as a prominent example of lattice-based schemes, cryptanalysis of the McEliece cryptosystem as the most important example of a code-based public-key encryption scheme, and, third, construction of lattices with a large kissing number.We choose the NTRU cryptosystem as one of the oldest yet, perhaps, least understood from the cryptanalytic point of view lattice-based scheme. The goal of our research is to provide a thorough study of the hardness guarantees offered by the NTRU assumption by 1. improving various combinatorial attacks on NTRU including meet-in-the-middle type of attacks; 2. conducting medium- and large-scale experiments on NTRU-specific attacks, establishing for the first time practical relevance of these attacks; 3. establishing quantum speed-ups for the proposed classical improvements.For the McEliece cryptosystem, we unify all the recent improvements on the decoding of random linear codes into an open-source implementation, laying the ground for further practical developments in this area, answering long-standing questions on security guarantees offered by concrete parameters of the cryptosystem, and bringing more understanding into the line of the asymptotical work conducted over the recent years. We shape our results into the form of a publicly available security estimator for code-based schemes, a tool that a practitioner would need in case the McEliece cryptosystem becomes standardized.Our third direction on constructing lattices with large kissing number has implications both in theory and practice. From the theoretical perspective, we aim at settling the question of whether the recent construction of lattices with exponential kissing number is tight in the exponent. This question is not that far form cryptanalysis as it may appear: lattices with large kissing number give raise to good spherical codes, which, in turn, are used inside fast algorithms for the shortest vector problem -- the main hammer in cryptanalysis of lattice-based cryptosystems. We investigate the applicability of lattices with large kissing number to cryptanalysis by answering the question of whether these lattices admit fast decoding algorithms.
我们的项目是致力于密码分析的后量子格为基础的和代码为基础的公钥加密方案。我们旨在解决的研究问题分为三类:NTRU密码系统的密码分析,作为基于格的方案的突出例子,McEliece密码系统的密码分析,作为基于代码的公钥加密方案的最重要例子,以及,第三,具有大接吻数的格的构造。我们选择NTRU密码系统作为最古老的,也许,从密码分析的角度来看,基于格的方案最不容易理解。我们的研究的目标是提供一个彻底的研究,由NTRU假设1提供的硬度保证。改进了NTRU上的各种组合攻击,包括中间相遇攻击; 2.对NTRU特有的攻击进行中型和大型实验,首次确定这些攻击的实际相关性; 3.对于McEliece密码系统,我们将最近对随机线性码解码的所有改进统一到一个开源实现中,为这一领域的进一步实际发展奠定了基础,回答了关于密码系统具体参数提供的安全保证的长期问题,并使更多的理解到近几年来进行的渐近工作的路线。我们把我们的结果塑造成一个公开可用的安全估计的形式,基于代码的计划,一个工具,从业者将需要的情况下,McEliece密码系统成为standardized.Our第三个方向构造格与大接吻数在理论和实践上都有影响。从理论上解决了最近构造的具有指数接吻数的格在指数上是否紧的问题。这个问题与密码分析并不像它看起来的那样遥远:具有大接吻数的格产生了好的球形码,反过来,这些球形码被用于最短向量问题的快速算法中--这是基于格的密码系统的密码分析中的主要问题。我们调查的适用性格与大接吻数密码分析回答的问题,这些格是否承认快速解码算法。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Alexander May其他文献

Professor Dr. Alexander May的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Alexander May', 18)}}的其他基金

Faster algorithms for hard problems like subset sum, syndrome decoding in linear codes and the shortest vector problem, with various applications in complexity theory and cryptography
针对子集和、线性码中的校正子解码和最短向量问题等难题的更快算法,在复杂性理论和密码学中具有多种应用
  • 批准号:
    206738461
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Weiterentwicklung gitterbasierter Nullstellenverfahren mit Anwendungen für RSA, Faktorisierung und in der Codierungstheorie, Konstruktion beweisbar sicherer kryptographischer Primitiven unter gitterbasierten Annahmen
进一步开发基于格的归零方法,并应用于 RSA、分解和编码理论、在基于格的​​假设下构造可证明安全的密码原语
  • 批准号:
    52118229
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Theoretical and Practical Cryptanalysis of McEliece and Related Code-Based Cryptographic Systems
McEliece 及相关基于代码的密码系统的理论和实践密码分析
  • 批准号:
    517817836
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

基于可见光环化反应的Post-Iboga类吲哚生物碱不对称集群合成
  • 批准号:
    22361048
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
盐皮质激素受体抑制2型固有淋巴细胞活化加重心肌梗死后心室重构的作用机制
  • 批准号:
    82372202
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蛋白精氨酸甲基化转移酶PRMT5调控PPARG促进巨噬细胞M2极化及其在肿瘤中作用的机制研究
  • 批准号:
    82371738
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NOD1棕榈酰化修饰通过炎症信号调控胰岛素抵抗的分子机制
  • 批准号:
    32000529
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
CIDE家族蛋白泛素化降解的机制和功能研究
  • 批准号:
    31970707
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    52.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
含21微米和30微米辐射特征的星周包层中的气态分子
  • 批准号:
    11973099
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
缺氧通过eIF4E2/GSK3β信号通路调控细胞衰老的作用及机制
  • 批准号:
    31970682
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蛋白质激酶MAPK7参与纤毛组装的功能和分子机理
  • 批准号:
    31972888
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
辅酶A类代谢中间产物参与组蛋白表观遗传修饰调控肝细胞代谢网络对高油脂营养应答的机制研究
  • 批准号:
    91957110
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    83.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

CRII: SaTC: Reliable Hardware Architectures Against Side-Channel Attacks for Post-Quantum Cryptographic Algorithms
CRII:SaTC:针对后量子密码算法的侧通道攻击的可靠硬件架构
  • 批准号:
    2348261
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
APPQC: Advanced Practical Post-Quantum Cryptography From Lattices
APPQC:来自格的高级实用后量子密码学
  • 批准号:
    EP/Y02432X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Lightweight Post Quantum Cryptography for IoT Devices
适用于物联网设备的轻量级后量子密码学
  • 批准号:
    2906351
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Analysis of problems for post-quantum cryptography
后量子密码学问题分析
  • 批准号:
    23K11098
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Construction of Post-quantum Signature Schemes based on Lattices
基于格的后量子签名方案构建
  • 批准号:
    EP/X036669/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Generation and control of multi-photon quantum entangled states by pre-post selection
通过前后选择产生和控制多光子量子纠缠态
  • 批准号:
    22KJ1874
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Elucidating the dynamical and structural molecular factors at the origin of non-enzymatic protein-protein and protein-DNA cross-links
阐明非酶蛋白质-蛋白质和蛋白质-DNA 交联起源的动力学和结构分子因素
  • 批准号:
    10709399
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
A computational efficient masking friendly post-quantum signature scheme secure to side-channel-attack
一种计算高效、屏蔽友好的后量子签名方案,可安全抵御侧信道攻击
  • 批准号:
    10045159
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
Post-Quantum Secure Computation Protocol
后量子安全计算协议
  • 批准号:
    23K10989
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
The limits of Quantum Computing: an approach via Post-Quantum Cryptography
量子计算的局限性:后量子密码学的方法
  • 批准号:
    EP/W02778X/2
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了