Moderní kryptografické protokoly s ochranou soukromí

Abstract

Tato práce se zabývá průnikem dvou moderních a rozrůstajících se odvětví kryptografie, a to technologií umožňujících ochranu soukromí a postkvantové kryptografie. Obecně popisuje vybraná schémata zvyšující ochranu soukromí (PETs) a rodiny postkvantové kryptografie. Podrobněji je práce zaměřena na skupinové podpisy využívající matematických problémů odolných vůči hrozbě kvantových počítačů. Práce dále shrnuje stav techniky a porovnává efektivitu těchto schémat na základě dostupných informací. Hlavní částí práce je implementace skupinového podpisu založeného na hash funkcích a jeho reálné porovnání oproti implementacím skupinových podpisů založeným na mřížkách a teorii kódování, které byly získány od vědeckých týmů aktivních v tomto oboru. Tyto postkvantové skupinové podpisy jsou také porovnány vůči klasickým schématům skupinových podpisů implementovaným pomocí knihovny libgroupsig.

This thesis examines the intersection of two modern and growing branches of cryptography, namely privacy enhancing technologies and post-quantum cryptography. It describes selected privacy enhancing schemes (PETs) and families of post-quantum cryptography. In more detail, it focuses on group signatures based on mathematical problems that are difficult or intractable for both conventional and quantum computers. Furthermore, the thesis surveys the state of the art and compares the efficiency of mentioned schemes based on available data. The main part of this thesis is an implementation of a hash-based group signature and its comparison with lattice-based and code-based group signature implementations which were obtained directly from cryptographers active in this field. The post-quantum group signatures are subsequently compared to classic group signature schemes implemented by using the libgroupsig library.