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Title (eng)
Post quantum cryptography, analysis of modern encryption - Deep dive into quantum algorithms and PQC families
Author
Radu-Cristian Dobre
Degree supervisor
Peter Kieseberg
Degree supervisor
Paul Lackner
Description (deu)
Derzeit gibt es viele Möglichkeiten, Daten zwischen zwei Endpunkten zu verschlüsseln: RSA, AES, 3DES sind einige Beispiele. Doch mit Quantencomputern wurde die Möglichkeit bewiesen, die meisten dieser asymmetrischen Verschlüsselungen zu knacken. Quantencomputer werden bald öffentlich verfügbar sein und können sogar online gemietet werden. Die Nachfrage wird aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit hoch sein. Zwar scheint es heute unmöglich, einen Quantencomputer zu Hause zu besitzen, doch wie die Geschichte gezeigt hat, galten auch Computer und Smartphones einst als unmöglich, bis sie weit verbreitet, günstiger und mit jeder Iteration kleiner wurden. Es gibt eine Vielzahl von Forschungsarbeiten, die die Unterschiede zwischen den derzeit verwendeten Verschlüsselungen vergleichen und analysieren, wie sie mit dem Aufkommen von Quantencomputern fallen werden. Der Fokus sollte jedoch auch auf der Zukunft der Kryptographie und auf Algorithmen liegen, die in der Lage sind, der Rechenleistung von Quantencomputern standzuhalten – insbesondere auf denen, die zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Arbeit entwickelt werden. Verschiedene Algorithmen, die heute entwickelt und getestet werden, sollen unsere Verschlüsselungssysteme zukunftssicher machen. Dabei werden auch die von NIST vorgeschlagenen und mittlerweile ausgewählten Algorithmen analysiert. Diese Arbeit schlägt vor, die Unterschiede und Fähigkeiten vielversprechender Algorithmen sowie der Kryptofamilien, auf denen sie basieren, zu untersuchen. Es wird erklärt, warum heutige Verschlüsselungen wie RSA nicht mehr ausreichend sind und wie AES dem Aufkommen von Quantencomputern dennoch standhalten kann. Gegen Ende der Arbeit wird die Lattice-basierte Kryptographie vorgestellt, die aufgrund ihrer Eigenschaften zu den beliebtesten Kandidaten in den NIST-Runden gehört.
Description (eng)
In present, there are many options to encrypt data between two endpoints: RSA, AES, 3DES are some examples, but using quantum computers it has been proven the possibility of breaking most of these asymmetric encryptions. Quantum computers will soon be available for public use and can even be rented online. The demand will be high for their capabilities. Now it seems impossible to own a quantum computer in a home, but as history proved, even computers and smartphones were thought impossible until they were widely available to the public, and they became cheaper and smaller with each iteration. There are a vast majority of researches comparing the differences between existing encryptions that are used and how they will fall with the rise of quantum computers. The focus should also be on the future of cryptography and algorithms that are capable to withstand quantum computers computational power, more specifically the ones that are developed as of writing this thesis. Different algorithms that are developed and tested nowadays to future-proof our encryption systems and also analyzing the proposed and now chosen algorithms by NIST. This thesis proposes to analyze the differences and capabilities of popular algorithms that show promise today as well as the crypto families they are based on. Explanation of why today’s encryption like RSA is not good enough and how AES is still able to withstand the coming of quantum computers. Towards the end of the thesis Lattice space family is presented and its capabilities that made it so popular among the candidates in NIST rounds.
Description (deu)
Fachhochschule St. Pölten, Masterarbeit 2025, Studiengang Cyber Security and Resilience
Type (eng)
other
Language
[eng]
Persistent identifier
https://phaidra.ustp.at/o:7417
License
All rights reserved
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