Integration of post-quantum cryptography in the TLS protocol (LWE Option)

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Main Author: Costa, Luís Esquível
Publication Date: 2019
Format: Master thesis
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: http://hdl.handle.net/1822/66926
Summary: Dissertação de mestrado em Computer Science
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spelling Integration of post-quantum cryptography in the TLS protocol (LWE Option)Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasDissertação de mestrado em Computer ScienceWith the possibility of quantum computers making an appearance, possibly capable of breaking several well established and widespread crytposystems (especially those that implement public key cryptography), necessity has arisen to create new cryptographic algorithms which remain safe even against adversaries using quantum computers. Several algorithms based on different mathematical problems have been proposed which are considered to be hard to solve with quantum computers. In recent years, a new lattice-based mathematical problem called Learning With Errors (and its variant Ring - Learning With Errors) was introduced, and several cryptosystems based on this problem were introduced, some of which are becoming practical enough to compete with traditional schemes that have been used for decades. The primary focus in this work is the implementation of two Ring - Learning With Errors based schemes (one key exchange mechanism and one digital signature scheme) on the TLS protocol via the OpenSSL library as a way of checking their overall viability in real-world scenarios, by comparing them to classical schemes implementing the same functionalities.Com a possibilidade do surgimento dos primeiros computadores quânticos, possivelmente capazes de quebrar muitos dos cripto-sistemas bem difundidos e considerados seguros, tornou-se necessário tomar precauções com a criação de novas técnicas criptográficas que visam manter as suas propriedades de segurança mesmo contra adversários que usem computadores quânticos. Existem já muitas propostas de algoritmos baseados em problemas matemáticos distintos que são considerados difíceis de resolver recorrendo a computadores quânticos. Recentemente, foi introduzido um novo problema baseado em reticulados denominado de Learning With Errors (e a sua variante Ring - Learning With Errors), e consequentemente foram propostos vários cripto-sistemas baseados nesse problema, alguns dos quais começam já a ser utilizáveis ao ponto de poderem ser comparados com os esquemas clássicos usados há décadas. O foco principal neste trabalho é a implementação de dois esquemas baseados no problema Ring - Learning With Errors (mais precisamente, um esquema de troca de chaves e uma assinatura digital) no protocolo TLS através da sua integração no OpenSSL como forma de verificar a sua viabilidade em contextos reais, comparando-os com esquemas clássicos que implementem as mesmas funcionalidades.Valença, José Manuel EsgalhadoUniversidade do MinhoCosta, Luís Esquível20192019-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/66926eng202503437info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2024-05-11T05:40:53Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/66926Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-28T15:26:27.344270Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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