Post-quantum cryptography: an efficient differential fault analysis attack and a new one-time signature scheme

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Grados Vásquez, Juan del Carmen
• Orientador(a): Portugal, Renato
• Banca de defesa: Portugal, Renato, Oliveira, Fábio Borges de, Oliveira, Jauvane C. de, Granville, Lisandro Zambenedetti, Schechter, Luis Menasché
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Laboratório Nacional de Computação Científica
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Departamento: Coordenação de Pós-Graduação e Aperfeiçoamento (COPGA)
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Criptografia; Computação quântica
• Palavras-chave em Inglês: Hash-based cryptography; Symmetric cryptography; Code based Cryptography; DFA
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::LINGUAGENS DE PROGRAMACAO
• Link de acesso: https://tede.lncc.br/handle/tede/290

A criptografia está presente em muitos campos da nossa vida cotidiana, como transações bancárias, comércio eletrônico, comunicações militares, entre outros. Pesquisadores em criptografia dedicaram um enorme esforço para desenvolver esquemas criptográficos eficientes e seguros. Os mais comuns e bem sucedidos são baseados em problemas da teoria dos números, por exemplo, RSA e criptografia de curvas elípticas. No entanto, em 1994, Peter Shor, dos laboratórios Bell, conseguiu desenvolver um algoritmo quântico que pode quebrar o RSA e outros sistemas de chave pública baseados na teoria dos números, usando computadores quânticos. Primitivas simétricas também estão ameaçadas pela chegada de computadores quânticos. No entanto, elas são mais resistentes do que as primitivas assimétricas. De fato, o algoritmo quântico mais conhecido para atacar primitivas simétricas é o algoritmo de Grover, que possui um ganho quadrático. Então, segundo a literatura, basta dobrar o tamanho das chaves para elas ficarem resistentes aos ataques deste algoritmo. Esforços estão concentrados no desenvolvimento de esquemas criptográficos de chave pública e privada que resistem aos ataques quânticos. Esses esquemas são geralmente classificados como: 1) esquemas baseados em funções hash, 2) esquemas baseados em códigos, 3) esquemas baseados em reticulados, 4) esquemas baseados em equações quadráticas multivariadas e 5) esquemas de chave ix privada. Estudamos esquemas das classes 1), 2) e 5); e nós dividimos a tese em três partes. Na primeira parte, introduzimos a teoria de codificação e fornecemos uma visão geral da criptografia baseada em códigos, focando principalmente na assinatura digital de Courtois, Finiasz e Sendrier. Na segunda parte, estudamos esquemas de assinatura de uso único que resistem aos ataques quânticos. Esses esquemas pertencem às classes baseadas em funções hash e baseadas em códigos. Nossa contribuição nesta parte é um novo esquema de assinatura única baseada em códigos. Na terceira parte, damos uma visão geral da análise diferencial de falhas, e estudamos um esquema proposto pela NSA em 2013 — Simon. Nossa contribuição nesta parte é uma análise diferencial eficiente de falhas no Simon