Analysis of resistance popular cryptosystems against quantum cryptanalysis based on Grover's algorithm

Ukrainian Information Security Research Journal

View Publication Info
 
 
Field Value
 
Title Analysis of resistance popular cryptosystems against quantum cryptanalysis based on Grover's algorithm
Анализ стойкости популярных криптоситем против квантового криптоанализа на основе алгоритма Гровера
Аналіз стійкості популярних криптоситем проти квантового криптоаналізу на основі алгоритму Гровера
 
Creator Горбенко, Юрій Іванович; Харківський національний університет радіоелектроніки
Ганзя, Роман Сергійович; ЧАО «ІІТ»
 
Subject Information Security
Grover's algorithm; block symmetric cipher; NTRU; the ring of truncated polynomials; stability;
UDK 004.056
Информационная безопастность
алгоритм Гровера; блочный симметричный шифр; NTRU; кольца срезанных полиномов; устойчивость;
УДК 004.056
Інформаційна безпека
алгоритм Гровера; блоковий симетричний шифр; NTRU; кільця зрізаних поліномів; стійкість;
УДК 004.056
 
Description The problem of resistance the popular cryptosystemsagainst quantum cryptanalysis is an urgent and importanttask, given the pace of development of quantum technologies.Resistance of all modern cryptosystems based on thecomplexity of solving certain mathematical problems. Suchmathematical problems tend to have exponential complexityor subexponential solutions, using quantum algorithmsthat have been proposed Shore and Grover the complexityof solving such problems is reduced to a polynomial. SoShor's algorithm reduces the complexity of cryptanalysistransformations in the ring, field and in the group of pointson elliptic curves. The article describes the using ofGrover's algorithm for cryptanalysis popular symmetricblock ciphers. The methods of quantum cryptosystemscryptanalysis NTRU, based on a combination of classicalattacks and meeting in the middle of Grover's quantumalgorithm. In this paper we proposed our estimates of resistanceof block popular ciphers and cryptosystemsNTRU with different sizes of the quantum system-wideparameters against cryptanalysis based on the use ofGrover's quantum algorithm. The article also shows thecharacteristics that must have a quantum computer forsuccessful cryptanalysis of certain cryptosystems.
Проблема стойкости популярных криптосистем про-тив квантового криптоанализа является актуальной иважной задачей, учитывая темпы развития квантовыхтехнологий. Стойкость всех современных криптосис-тем базируется на сложности решения определенныхматематических задач. Такие математические задачи,как правило, имеют субєкспоненциальную или экспо-ненциальную сложность решения, используя кванто-вые алгоритмы, которые были предложены Шором иГровером, сложность решения таких задач уменьшает-ся до полиномиальной. Так, алгоритм Шора уменьша-ет сложность криптоанализа преобразований в кольце,поле и в группе точек эллиптических кривых. В статьепоказана возможность использования алгоритма Гро-вера для криптоанализа популярных симметричныхблочных шифров. Рассмотрены методы квантовогокриптоанализа криптосистем NTRU, основанные накомбинации классической атаки встреча посередине иквантового алгоритма Гровера. В работе предложенонаши оценки стойкости популярных блочных шифрови криптосистем NTRU с различными размерами об-щесистемных параметров против квантового криптоа-нализа, основанного на использовании квантовогоалгоритма Гровера. Также в статье показано характери-стики, которыми должен обладать квантовый компьютер, для проведения успешного криптоанализа опреде-ленной криптосистемы.
Проблема стійкості популярних криптосистем проти квантового криптоаналізу є актуальною і важливою задачею,враховуючи темпи розвитку квантових технологій. Стійкість всіх сучасних криптосистеми базується на складностівирішення певних математичних задач. Такі математичні задачі, як правило, мають субекспоненціальну або експо-ненціальну складність вирішення, використовуючи квантові алгоритми, які були запропоновані Шором та Гровером,складність вирішення таких задач зменшується до поліноміальної. Так, алгоритм Шора зменшує складність крип-тоаналізу перетворень в кільці, полі та в групі точок еліптичних кривих. У статті показана можливість викори-стання алгоритму Гровера для криптоаналізу популярних симетричних блокових шифрів. Розглянуто методи кван-тового криптоаналізу криптосистем NTRU, основані на комбінації класичної атаки зустріч посередині і квантовогоалгоритму Гровера. У роботі запропоновано наші оцінки стійкості популярних блокових шифрів і криптосистемNTRU з різними розмірами загальносистемних параметрів проти квантового криптоаналізу, що базується на вико-ристанні квантового алгоритму Гровера. Також у статті показано характеристики, якими повинен володіти кван-товий комп'ютер, для проведення успішного криптоаналізу певної криптосистеми.
 
Publisher National Aviation University
 
Contributor


 
Date 2014-07-25
 
Type


 
Format application/pdf
 
Identifier http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/ZI/article/view/6915
10.18372/2410-7840.16.6915
 
Source Ukrainian Information Security Research Journal; Том 16, № 2 (2014); 106-113
Защита информации; Том 16, № 2 (2014); 106-113
Захист інформації; Том 16, № 2 (2014); 106-113
 
Language uk
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms: Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим: Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоронности, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
 

Contact Us

The PKP Index is an initiative of the Public Knowledge Project.

For PKP Publishing Services please use the PKP|PS contact form.

For support with PKP software we encourage users to consult our wiki for documentation and search our support forums.

For any other correspondence feel free to contact us using the PKP contact form.

Find Us

Twitter

Copyright © 2015-2018 Simon Fraser University Library