Jun 19, 2019   9:06 a.m. Alfréd
Academic information system

Summary of topics offered - Slovak university of technology in Bratislava


Basic information

Type of work: Diploma thesis
Topic: Dekódovanie QC-MDPC kódov s vymazávaním
Title of topic in English: Decoding of QC-MDPC codes with erasures
State of topic: approved (prof. Dr. Ing. Miloš Oravec - Study programme supervisor)
Thesis supervisor: Mgr. Tomáš Fabšič, PhD.
Faculty: Faculty of Electrical Engineering and Information Technology
Supervising department: Institute of Computer Science and Mathematics - FEEIT
Max. no. of students: 1
Academic year:2018/2019
Proposed by: Mgr. Tomáš Fabšič, PhD.
Summary: Pokrok vo vývoji kvantového počítača má vážne dôsledky aj pre kryptografiu. Je známe, že dostatočne vykonné kvantové počítače budú vedieť efektívne riešiť problém faktorizácie čísla na prvočísla a problém diskrétneho logaritmu. Na náročnosti riešenia týchto problémov je založená bezpečnosť v súčasnosti používaných asymetrických kryptosystémov (napríklad RSA). To znamená, že v prípade existencie dostatočne výkonného kvantového počítača by súčasné asymetrické kryptosystémy už neboli bezpečné. Niektoré odhady hovoria, že takto vykonné kvantové počítače by mohli existovať už o 10 rokov. Je preto dôležité, pracovať na vývoji nových asymetrických kryptosystémov, ktoré budú odolné voči útokom kvantového počítača, a ktoré by mohli nahradiť súčasné asymetrické kryptosystémy. Na dôležitosť tejto témy upozornil aj americký inštitút pre štandardy a technológiu NIST v správe Report on Post-Quantum Cryptography (správa je dostupná na https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/ir/2016/NIST.IR.8105.pdf ). NIST zároveň vyhlásil súťaž Post-Quantum Cryptography Standardization Process ( https://csrc.nist.gov/Projects/Post-Quantum-Cryptography/Post-Quantum-Cryptography-Standardization ) s cieľom navrhnúť nové kryptografické štandardy odolné voči kvantovým počítačom. Do súťaže prišlo vyše 60 návrhov kryptosystémov (všetky návrhy su verejne dostupné na https://csrc.nist.gov/projects/post-quantum-cryptography/round-1-submissions ). Tieto návrhy budú v najbližších rokoch verejne analyzované vedeckou komunitou s cieľom vybrať najlepších kandidátov. Viaceré z týchto návrhov su založené na QC-MDPC McEliece kryptosystéme. Vo všetkych týchto návrhoch sa ale QC-MDPC McEliece používa s jednorazovym párom kľúčov. Je totiž známe, že ak sa ten istý pár kľúčov v QC-MDPC McEliece kryptosystéme používa opakovane, potom je možné tento kryptosystém zlomiť (takýto útok na QC-MDPC McEliece je popísaný v článku od autorov Guo, Johansson, Stankovski v literatúre nižšie). Útok je umožnený nedokonalosťou dekódovacích algoritmov pre QC-MDPC kódy, ktoré sa v tomto kryptosystéme používajú. Viacero vedeckých timov v súčasnosti pracuje na návrhu takých dekódovacích algoritmov pre QC-MDPC kódy, ktoré by umožnili opakované používanie kľúčov v QC-MDPC McEliece kryptosystéme. Autori Bartz a Liva nedávno navrhli nové algoritmy na dekódovanie QC-MDPC kódov, o ktorých tvrdia, že sú odolné voči útoku od Guo, Johansson a Stankovski. Cieľom tejto práce je implementovať tieto nové algoritmy a otestovať ich odolnosť voči spomínanému útoku. Úlohy: 1. Naštudujte princípy fungovania QC-MDPC McEliece kryptosystému. 2. Naštudujte princípy útoku na QC-MDPC McEliece kryptosystém od autorov Guo, Johansson a Stankovski. 3. Naštudujte návrhy nových algoritmov na dekódovanie QC-MDPC kódov od autorov Bartz a Liva. 4. Implementujte vybrané algoritmy na dekódovanie QC-MDPC kódov v jazyku C a otestujte, či sú vybrané algoritmy odolné voči útoku od Guo, Johansson a Stankovski. Literatúra: 1. Popis QC-MDPC McEliece kryptosystému: https://pdfs.semanticscholar.org/354d/1f012e1ab93bd005cd1feaf942b84cf4d312.pdf 2. Útok od Guo, Johansson a Stankovski: https://pdfs.semanticscholar.org/1480/53e45ad86319c8b2c8b613388d58c48b8a21.pdf 3. Návrhy nových dekódovacích algoritmov od autorov Bartz a Liva: https://arxiv.org/pdf/1801.05659.pdf
Cancelled: yes



Limitations of the topic

To sign up for a topic it is necessary to fulfil one of the following restrictions

Limit to study programme
The table shows limitations of study programme, field, track the student has to be enrolled in to be able to register for a given topic.

ProgrammeTrackTrack
I-API Applied InformaticsI-API-BIS Security of Information Technologies-- not entered --

Limit to courses
The table shows limitations of a course the student has to complete to be able to register for a given topic.

DepartmentCourse title
No suitable data found.