Порівняльний аналіз постквантових асиметричних алгоритмів шифрування

V V Onoprienko,V A Ponomar

doi:10.32626/2308-5916.2019-19.120-125

Abstract

Due to the development of technologies for quantum computing and the introduction of quantum computer, there is a threat to the current state of protection of cryptographic systems with a public key. With an advent of quantum computer that would have the volume of register required for the methods of quantum cryptanalysis, the stability of existing crypto algorithms will significantly degrade. This necessitates the creation of algorithms resistant to the methods of quantum cryptanalysis. The European project «New European Schemes for Signatures, Integrity, and Encryptions» (NESSIE) and the National Institute of Standards and Technologies (NIST) of the USA announced a start of recruiting the applicants for the contest of post-quantum algorithms whose standards are planned to be adopted over 2020–2022. In order to compare, a procedure for evaluation was selected based on integral assessments of unconditional and conditional criteria. An analysis was conducted among the algorithms that fulfilled general unconditional criteria. As conditional criteria, we chose numerical characteristics of algorithms. In addition, additional unconditional criteria were put forward.A relevant task is the comparative analysis and evaluation of a possibility to use the post-quantum mechanisms, which are represented by the algorithms that already exist, depending on the conditions of applying them. At present, only the possibility of using the appropriate crypto transformations over a post-quantum period is being examined, but the analysis of advantages of one over another has not been run yet. In addition, it is necessary to evaluate the very possibility to use such algorithms taking into account those constraints that are imposed by the existing information systems.Results of present research allow us to understand current state in the development of post-quantum crypto algorithms and to predict their possible further development.This forecast is important in that the post-quantum cryptographic mechanisms represent a new stage in the development and use of cryptography. In addition, the practical value of the research consists in obtaining the evaluation for post-quantum algorithms.

Highlights

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ПОСТКВАНТОВИХ АСИМЕТРИЧНИХ АЛГОРИТМІВ ШИФРУВАННЯРобота присвячена аналізу кандидатів на постквантовий стандарт асиметричного шифрування
Результати досліджень дозволяють зрозуміти поточний стан розвитку постквантових криптоалгоритмів і спрогнозувати можливий їх подальший розвиток
With an advent of quantum computer that would have the volume of register required for the methods

Summary

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ПОСТКВАНТОВИХ АСИМЕТРИЧНИХ АЛГОРИТМІВ ШИФРУВАННЯ

Робота присвячена аналізу кандидатів на постквантовий стандарт асиметричного шифрування. Актуальна задача — це порівняльний аналіз та оцінка можливості використання постквантових механізмів, які представлені існуючими на даний момент алгоритмами, в залежності від умов застосування. Крім того практичне значення дослідження полягає в отриманні оцінки постквантових алгоритмів. Це питання постає через те, що за останніми дослідженнями, захист класичних криптографічних алгоритмів електронного підпису від методів квантового криптоаналізу буде значно меншим. Тому постає необхідність створення нових алгоритмів підпису та шифрування, що буде використовувати криптографічні перетворення, що є стійкими до методів квантового криптоаналізу. В цій статті проаналізована небезпека застосування квантових комп’ютерів для сучасних криптоалгоритмів, та запропоновано механізми криптоперетворень, що є стійкими до квантового криптоаналізу різних типів. Метою досліджень є оцінка та порівняльний аналіз існуючих методів постквантових криптоперетворень алгоритмів у залежності від висунутих вимог та умов їх застосування. Використовувалися об’єктивні числові значення, шкала оцінки (яка при оцінювані об’єктивних показників характеристик враховує порядок переваги одного алгоритма над іншим за цією характеристикою), та вагові коефіцієнти важливості характеристик, що були отримані при експертному оцінюванні (табл. 1)

Показники Експерти

Відносна перевага

LEDApkc LIMA Lizard