Academic Journal
Post-quantum algorithm of Classic McEliece key encapsulation
| Title: | Post-quantum algorithm of Classic McEliece key encapsulation |
|---|---|
| Source: | Радіотехніка; № 203 (2020): Радіотехніка; 82-90 Радиотехника; № 203 (2020): Радиотехника; 82-90 Radiotekhnika; No. 203 (2020): Radiotekhnika; 82-90 |
| Publisher Information: | Kharkiv National University of Radio Electronics, 2020. |
| Publication Year: | 2020 |
| Subject Terms: | криптосистемы с открытым ключом, криптосистеми з відкритим ключем, інкапсуляція ключів, пост квантова криптографія, швидкодія, криптосистеми на основі алгебраїчних кодів, post-quantum cryptography, быстродействие, cryptosystems based on algebraic codes, key encapsulation, криптосистемы на основе алгебраических кодов, инкапсуляция ключей, public key cryptosystems, performance, пост квантовая криптография |
| Description: | A comprehensive analysis of a candidate-finalist of the International Post-quantum Cryptography Competition NIST PQC, namely, the Classic McEliece algorithm, the key encapsulation algorithm based on code cryptosystems, is carried out. The aim of this work is a primary study of the basic characteristics of the Classic McEliece algorithm, such as the mathematical model, the expected cryptographic strength and quantitative assessment of the resources.The paper gives the analysis of the mathematical model of the Classic McEliece algorithm, description of the main functions and transformations, comparison of the primary model of the algorithm proposed by Robert McEliece in 1978 with the considered algorithm, analysis of the modifications made by the authors of Classic McEliece. It also provides recommendations for further areas of research and refinement of the algorithm. As a primary assessment of cryptographic security, an analysis of compliance with modern requirements for post-quantum cryptosystems is carried out, namely, ensuring the property of indistinguishability for attacks based on selected plaintext, indistinguishability for non-adaptive and adaptive attacks based on selected cipher text.The paper analyzes the memory costs for storing system parameters, evaluating the impact of their size on the system performance. The characteristics of the Classic McEliece algorithm are compared with similar algorithms based on the algebraic codes presented as alternatives at the NIST PQC Competition, namely, the BIKE and HQC algorithms. The performance evaluation is carried out for three basic functions of the algorithm: keys generation, encapsulation and de-encapsulation. Проводится комплексный анализ кандидата-финалиста международного конкурса постквантовой криптографии NIST PQC, а именно – алгоритма инкапсуляции ключей на основе кодовых криптосистем Classic McEliece. Целью работы – первичное исследование базовых характеристик алгоритма Classic McEliece, таких как математическая модель, ожидаемая криптографическая стойкость и количественная оценка затрачиваемых ресурсов.Проводится анализ математической модели алгоритма Classic McEliece, приводится описание основных функций и преобразований, сравнение первичной модели алгоритма, предложенного Робертом Мак-Элисом в 1978 г., и рассматриваемого алгоритма, анализ внесенных авторами Classic McEliece модификаций. Также приводятся рекомендации по дальнейшим направлениям исследований и доработок алгоритма.В качестве первичной оценки криптографической стойкости проведен анализ соответствия современным требования к постквантовым криптосистемам, а именно – обеспечение свойства неразличимости для атак на основе подобранного открытого текста, неразличимость для неадаптивных и адаптивных атак на основе подобранного шифротекста.В работе проводится анализ затрат памяти на хранение системных параметров, оценка влияния их размера на быстродействие системы. Также проводится сравнение характеристик алгоритма Classic McEliece с подобными алгоритмами на основе алгебраических кодов, которые были представлены в качестве альтернативных вариантов на конкурсе NIST PQC, а именно – алгоритмами BIKE и HQC. Оценка быстродействия проводится для трех базовых функций алгоритма: генерации ключей, инкапсуляции и деинкапсуляции. Проводиться комплексний аналіз кандидата-фіналіста міжнародного конкурсу постквантової криптографії NIST PQC, а саме – алгоритму інкапсуляції ключів на основі кодових криптосистем Classic McEliece. Метою роботи є первинне дослідження базових характеристик алгоритму Classic McEliece, таких як математична модель, очікувана криптографічна стійкість і кількісна оцінка витрачених ресурсів.Проводиться аналіз математичної моделі алгоритму Classic McEliece, наводиться опис основних функцій і перетворень, порівняння первинної моделі алгоритму, запропонованого Робертом Мак-Елісом в 1978 р., і алгоритму, що розглядається, аналіз внесених авторами Classic McEliece модифікацій. Також наводяться рекомендації щодо подальших напрямків досліджень і доробок алгоритму.В якості первинної оцінки криптографічної стійкості проведений аналіз відповідності сучасним вимогам до постквантових криптосистем, а саме – властивості нерозрізненості для атак на основі підібраного відкритого тексту, нерозрізненості для неадаптивних і адаптивних атак на основі підібраного шифротесту.Проводиться аналіз витрат пам'яті на зберігання системних параметрів, оцінка впливу їх розміру на швидкодію системи. Також проводиться порівняння характеристик алгоритму Classic McEliece з подібними алгоритмами на основі алгебраїчних кодів, які були представлені в якості альтернативних варіантів на конкурсі NIST PQC, а саме алгоритмами BIKE і HQC. Оцінка швидкодії проводиться для трьох базових функцій алгоритму: генерації ключів, інкапсуляції і деінкапсуляціі. |
| Document Type: | Article |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | Russian |
| ISSN: | 0485-8972 |
| Access URL: | http://rt.nure.ua/article/view/229327 |
| Accession Number: | edsair.scientific.p..522f2c349642b96b95b06684f0e2075e |
| Database: | OpenAIRE |
| ISSN: | 04858972 |
|---|