Jennifer Ritz
Master Thesis, Hochschule Wismar, Juli 2020
Author: Jennifer Ritz
Titel: Post-Quantum Kryptographie – Evaluation Quantencomputer-resistenter Public-Key-Verfahren basierend auf der Implementierung auf klassischen Computern
Abstrakt: Im Fokus der vorliegenden Masterthesis steht der direkte Vergleich von Quantencomputer-resistenten Public-Key-Algorithmen nach definierten Kriterien. Diese Arbeit beschreibt zunächst Grundlagen zur klassischen Kryptographie und zur Funktionsweise von Quantencomputern. Des Weiteren werden Quantenalgorithmen aufgezeigt, die als Bedrohung für die Sicherheit der klassischen Verfahren betrachtet werden. Bei der Evaluation von Public-Key-Algorithmen der Post-Quantum Kryptographie werden Verfahren aus den verschiedenen zuvor dargelegten Kryptographie-Bereichen ausgewählt. Anhand bereits veröffentlichter Quellcodes werden die Verfahren auf einem klassischen Computer so implementiert, dass die Vergleichbarkeit der durchgeführten Testszenarien gewährleistet ist. Ziel der Evaluation ist es, eine Empfehlung auf Basis der definierten Bewertungskriterien und der ermittelten Testergebnisse der durchgeführten Testszenarien auszusprechen. Mittels der modifizierten Quellcodes ist es zudem möglich, die Testszenarien auf beliebigen klassischen Rechner durchzuführen und die Algorithmen mit verschiedenen Eingangsparametern miteinander zu vergleichen.
Abstract: The focus of this master thesis is a direct comparison of quantum computer resistant public key algorithms according to defined criteria. The thesis will begin by describing the basics of classic cryptography and the functionality of quantum computers. It will further highlight various quantum algorithms which are considered to be a threat to the security of classic methods. A number of methods from the previously mentioned areas of cryptography will be chosen to evaluate public key algorithms of the post-quantum cryptography. Through the use of publicly available source code, those methods will be implemented on a classic computer in such a way as to guarantee the comparability of the different test scenarios. The objective of this evaluation is to make a recommendation based on the defined evaluation criteria and the results of the executed test scenarios. Additionally, using the modified source code makes it possible to execute those test scenarios on any classic computer and compare the algorithms using different input parameters.
