Kvanttilaskenta ja salausmenetelmät

Abstract

Kvanttilaskenta ja Shorin algoritmi rikkovat useita nykyisin yleisessä käytössä olevia julkisen avaimen salausmenetelmiä, kuten RSA-menetelmän. Tässä tutkielmassa tarkastellaan kvanttilaskennan vaikutusta salausmenetelmiin sekä erityisesti salausmenetelmiä, jotka ovat murtamattomia myös kvanttilaskennalla. Koodipohjainen McEliecen salausmenetelmä on turvallisuuden puolesta vakuuttavin vaihtoehto RSA-menetelmän korvaajaksi. NTRU-salausmenetelmä ja Lyubashevskyn allekirjoitusjärjestelmä käyttävät hiloihin liittyviä kvanttilaskennallakin vaikeita tehtäviä. Yksisuuntaisia funktiota, kuten hajautusfunktioita, voidaan käyttää kvanttilaskennan kestävänä allekirjoitusjärjestelmänä Lamportin kehittämällä ja Merklen parantamalla menetelmällä. Tällä hetkellä monet organisaatiot pyrkivät standardisoimaan kvanttilaskennalla murtumattomia salausmenetelmiä.

Quantum computing and Shor's algorithm break several encryption methods currently in use. In this thesis, the effect of quantum computing to encryption methods and encryption methods that are unbroken even with quantum computing are studied. McEliece's code-based encryption is the most confidence-inspiring alternative. The NTRU-encryption method and the Lyubashevsky signature system use lattice-related problems that are computationally difficult even for a quantum computer. One-way functions, like hash functions, can be used as a quantum-proof signature system by using a method developed by Lamport and improved by Merkle. Several organizations are currently in the process of standardizing quantum-resistant encryption methods.