Kvantová kryptografie – teorie a praxe

Filip Jankú

Published Jan 1, 2013• 0 citations

Abstract

Tato diplomova prace se zabýva potřebou utajovani informaci a vhodnými způsoby, jak takových cilů dosahnout. V uvodu je popsana strucna historie kryptologie, od podob jejiho prvniho využiti až po pokrocile kryptograficke postupy soucasne doby. Tato cast dale poslouži pro lepsi pochopeni principů kvantove kryptografie v dalsich kapitolach, doda kvantove kryptografii historický kontext a definuje zakladni pojmy. V nasledujicich kapitolach bliže zkouma principy samotne kvantove kryptografie. Po seznameni se již naplno věnuje aktualnim trendům v oblasti kvantove kryptografie a praktickým aplikacim ve světě i v Ceske republice. Na zavěr jsou rozebrany možnosti využiti teto velmi zajimave technologie v budoucnosti.

Related papers

Ochrana utajovaných informací pomocí kvantové kryptografie

David Tříska

Diplomova prace je zaměřena na popis kvantove kryptografie jako prostředku k ochraně informaci. Postupně se budu zabývat popisem kvantove kryptografie, porovnanim kvantove kryptografie a klasicke kryptografie, utajovanými informacemi, problematikou hackingu v kvantove kryptografii a průzkumem zařizeni využivajicich kvantovou kryptografii. Prace může najit uplatněni jako přirucka, jak chranit informace s využitim kvantove kryptografie nebo pomoci při výběru způsobu zabezpeceni informaci.

May 13, 20110 citations

Quantum-Resistant User Privacy

Daniel Prachař

Tato diplomová práce se zabývá nastupující hrozbou kvantových počítačů a analýzou kvantově odolných metod pro ochranu soukromí. Obě témata jsou aktuálně hojně diskutovaná v oblasti bezpečnosti a kryptografie. Kvantové počítače představují riziko pro určité současné kryptografické systémy, proto je nezbytné analyzovat a vytvořit nové bezpečné metody, které budou této hrozbě odolávat. S rostoucí digitalizací osobních údajů se technologie chránící soukromí (PETs) stávají nezbytností, avšak jejich dosavadní realizace často spoléhají na zranitelné asymetrické algoritmy. Teoretická část práce se zaměřuje na popis kvantových počítačů, kvantových jevů a jejich dopadů na současnou kryptografii. Následně je analyzován současný stav vývoje kvantových počítačů, jsou představeny rodiny postkvantové kryptografie včetně aktuální standardizace a popsány současné metody pro ochranu soukromí uživatelů. Poté je provedeno porovnání výpočetní a paměťové náročnosti protokolů s nulovou znalostí (zk-SNARK, zk-STARK), skupinových podpisů a schémat atributové autentizace, které vycházejí z odborné literatury. Na základě tohoto porovnání byla posouzena vhodnost nasazení zmíněných metod v praxi a pro demonstraci konkrétního uživatelského scénáře byla vybrána konstrukce atributových pověření autorů Argo et al. Praktická část práce se věnuje implementaci tohoto řešení do podoby plně funkčního webového demonstrátoru. Navržená softwarová architektura kombinuje nízkoúrovňové kryptografické jádro v programovacím jazyce C s asynchronní orchestrační vrstvou v programovacím jazyce Python a interaktivním uživatelským rozhraním. Vyvinutý demonstrátor pokrývá celý životní cyklus pověření, od bezpečného vydání přes lokální zašifrované uložení až po anonymní prokázání vlastnictví atributů pomocí důkazu s nulovou znalostí. V závěru práce je provedeno výkonnostní zhodnocení demonstrátoru. Výsledky měření prokazují, že optimalizovaný postkvantový systém dosahuje latencí přijatelných pro reálné nasazení na běžných výpočetních zařízeních.

Jan 1, 20260 citations

Post-quantum cryptography in payment processing systems

Marek Čížek

Rychle se rozvíjející oblast kvantových technologií zásadně mění pohled na bezpečnost dnešní kryptografie. Tato bakalářská práce zkoumá, jak blížící se nástup prakticky použitelných kvantových počítačů ovlivní současné šifrovací postupy, zejména v citlivé oblasti platebních systémů. Zaměřuje se na technologie, které dnes ve světě plateb dominují — EMV čipy a infrastrukturu využívající RSA — a ukazuje, že právě tyto pilíře mohou být v budoucnu ohroženy kvantovými útoky. Práce shrnuje aktuální stav kryptografie v platebních kartách a jiných platebních metodách, identifikuje jejich slabiny ve vztahu ke kvantovým výpočtům a jak na danou problematiku reaguje průmysl. Součástí práce je také implementace demonstrační aplikace simulující scénář platební transakce. V rámci experimentální části jsou implementovány a porovnávány algoritmy RSA, ML-DSA-44 a SLH-DSA.

Jan 1, 20260 citations

Je jen jedno správné vnímání kvantové kryptografie

Luděk Smolík

Kvantova kryptografie je jedna z mala aplikaci kvantove mechaniky, ktera dnes cileně využiva jednotlive kvantove efekty elementarnich castic. Přispěvek se zabýva kratkou diskuzi historie interpretaci kvantove mechaniky a dopadu na kvantovou kryptografii.

Jan 1, 20130 citations

Securing Quantum Key Distribution: Architecture, Threats, and Deployment Strategies

Sebastian Štefko

Pokroky v kvantovém počítání nás nutí zkoumat a implementovat nové metody ke klasické kryptografii s veřejným klíčem. Jednou z alternativ je kromě postkvantové kryptografie takzvaná kvantová distribuce klíče. Tato technika je spojena s budováním speciálních sítí schopných distribuovat sdílený klíč mezi libovolné dvě komunikující strany. Nejprve vysvětlíme bezpečnostní důsledky, které kvantové počítače představují pro dnes široce používané algoritmy asymetrické kryptografie. Jako řešení, kterým se budeme dále zabývat, jsou sítě pro kvantovou distribuci klíče. Je zmíněno několik reálných implementací a následně detailně popsána architektura s důrazem na bezpečnost. Je vysvětlena podstata informační bezpečnosti a provedena bezpečnostní analýza kvantových sítí. Její součástí je navržený bezpečnostní profil pro systém pro správu klíčů v kvantových sítích, napsaný podle specifikace Common Criteria. Dále navrhujeme techniky pro zvýšení bezpečnosti v obleastech: (i) doručení klíče k uživateli, (ii) posílení bezpečnosti klíče a (iii) propojení sítí. Nakonec vyvineme metodologii pro vývoj, implementaci a provozování kvantových sítí tak, aby mohla být aplikována na tyto nové sítě.

Jun 18, 20240 citations

Challenges of quantum cryptography

Lukáš Novotný

V první části bakalářské práce si představíme základy klasické kryptografie počínaje základní terminologií a historií kryptografie. Dále je popsané symetrické šifrování rozdělené na proudovou a blokovou šifru. Následuje popis problému distribuce klíčů a s ním související asymetrické šifrování. Konec první části je věnován bezpečnosti asymetrického šifrování a současnému vývoji postkvantové kryptografie. V druhé části jsou popsány základní vlastnosti qubitu, provázané stavy a jejich spojitost s Bellovými nerovnostmi. Dále jsou charakterizovány základní principy kvantové kryptografie a protokol BB84. Speciálně je pak zmíněna kvantová kryptografie využívající provázaných stavů a Bellových nerovností s popsáním Ekertova protokolu. Konec práce se zabývá realizací kvantové kryptografie.

Aug 30, 20240 citations