Cryptanalyse van post-quantum cryptografie

Een quantumcomputer maakt gebruik van quantum-mechanische effecten, zoals superpositie, om moeilijke wiskundige problemen op te lossen die onmogelijk oplosbaar zijn met de huidige klassieke computers. Een van de belangrijkste quantumalgoritmes is dat van Shor, die de huidige cryptografische systemen zoals RSA en ECDSA in polynoomtijd breekt. Post-quantum cryptografie is het onderzoeksdomein dat zich bezighoudt met het ontwerp en analyse van cryptografische algoritmen die veilig blijven zelfs tegen aanvallen met quantumcomputers. Recent heeft NIST een oproep gelanceerd tot standardisatie van nieuwe veilige post-quantum publieke-sleutel algoritmen. Dit onderzoeksvoorstel heeft als doel het ontwerp en ontwikkelen van cryptanalytische methoden om de veiligheid van post-quantum cryptografie te analyseren, waarbij extra aandacht wordt besteed aan de submissies van de NIST competitie. Het project gebruikt hiervoor een natuurlijke twee-ledige aanpak die een theoretisch algoritme (zoals in de NIST competitie) transformeert in een veilige implementatie. Het eerste deel is zuiver algoritmisch en gebruikt theoretische methoden van getaltheorie en algebraïsche meetkunde om nieuwe algoritmen te ontwikkelen om de onderliggende moeilijke wiskundige problemen op te lossen, waarbij ofwel extra wiskundige structuur of het gebruik van te agressieve parameterkeuzes wordt uitgebuit. Het tweede deel evalueert de veiligheid van de implementatie van de algoritmes, door fysieke lekkage of foute berekeningen uit te buiten en ontwerpt ook efficiënte tegenmaatregelen voor deze nevenkanaalaanvallen.