Analysis of potential post-quantum mechanisms of electronic signatures based on hash functions

Authors

  • Ю.І. Горбенко Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна,
  • Т.В. Мельник Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна,
  • І.Д. Горбенко Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна,

Abstract

The results of the analysis of electronic signatures with one-time keys for the post-quantum period are given. The requirements are justified and an improved mechanism of electronic signature is presented for the criteria of spatial complexity of keys and signatures. A model of the violator and threats is proposed. The main types of attacks on the electronic signature with one-time keys are substantiated. The main relations of the post-quantum cryptanalysis complexity estimation are presented. The main recommendations and the main spheres of using the electronic signature in the post-quantum period are given.

References

A RIDDLE WRAPPED IN AN ENIGMA. NEAL KOBLITZ AND ALFRED J. MENEZES Department of Mathematics, Box 354350, University of Washington, Seattle, WA 98195 U.S.A.

Lili Chen, Stephen Jordan, Yi-Kai-Liu, Dustin Moody, Rene Peralta, Ray Perlner, Daniel Smith-Tone. Report on Post – Quatum Cryptography. NISTIR 8105 (DRAFT). https://www.google.com.ua/search?

DRAFT – DRAFT – DRAFT. Proposed Submission Requirements and Evaluation Criteria for the Post-Quantum Cryptography Standardization Process. http://www.nist.gov/pqcrypto.

Горбенко, І.Д., Кузнєцов, О.О., Потій, О.В., Горбенко, Ю.І., Ганзя, Р.С., Пономар, В.А. Постквантова криптографія та механізми її реалізації // Радиотехника. – 2016. – Вып. 186. – С. 32–52.

Leslie Lamport. Constructing digital signatures from a one way function. Technical. Report SRI-CSL-98, SRI International Computer Science Laboratory, 1979.

Andreas Hülsing. W-OTS+ – shorter signatures for hash-based signature schemes. In Amr Youssef, Abderrahmane Nitaj, and Aboul-Ella Hassanien, editors, Progress. in Cryptology – AFRICACRYPT 2013, volume 7918 of LNCS, pages 173–188.Springer, 2013.

Ralph Merkle. A certified digital signature. In Gilles Brassard, editor, Advances inCryptology – CRYPTO ’89, volume 435 of LNCS, pages 218–238. Springer, 1990.

Daniel J. Bernstein;, Daira Hopwood, Andreas Hülsing, Tanja Lange, Ruben Niederhagen, Louiza Papachristodoulou, Michael Schneider, Peter Schwabe, and Zooko Wilcox-O’Hearn. SPHINCS: practical stateless hash-based Signatures. djb@cr.yp.to. daira@leastauthority.com, zooko@leastauthority.com

Gorbenko, I., Ponomar, V. Examining a possibility to use and the benefits of post-quantum algorithms dependent on the conditions of their application // Eastern European Journal of Enterprise Technologies, Vol.2, Issue 9-86, 2017, Pages 21-32. http://journals.uran.ua/eejet/article/view/96321/94881.

ETSI GR QSC 001 V.1.1.1 (2016-07). Quntum-Safe Cryptography (QSC); Quantum-safe algorithmic framework.

Горбенко, Ю.І. Методи побудування та аналізу, стандартизація та застосування криптографічних системи ; за заг. ред. Горбенка І.Д. – Ха-рків : Форт, 2016. – 958с.

Gorbenko, I., Kuznetsov, A., Gorbenko, Yu., Kavun, S., Kachko, О., Yesina, M. Electronic Signature Mechanisms. The Current State, the Existing Contradictions and Prospects of Practical Use for the Post-Quantum Period: Monograph. – ASC Academic Publishing, USA, 2017. – 165 p.

Grover’s Quantum Search Algorithm [електронний ресурс] – Режим доступу: URL: http://twistedoakstudios.com/blog/Post2644_grovers-quantum-search-algorithm.

Кузнецов, А.А., Пуш-карев, А.И., Сватовский, И.И., Шевцов, А.В. Несимметричные криптосистемы на алгебраических ко-дах для пост-квантового периода // Радиотехника. – 2016. – Вып. 186. – С. 70-90.

Кузнецов, О., Горбенко, Ю., Шевцов, О., Кузнецова, Т. Дослідження криптографічних атак на схеми електронного цифрового підпису в фактор-кільцях зрізаних поліномів // Захист інформації. – Київ : Національний авіаційний університет, 2016. – Т. 18, №4, жовтень-грудень 2016. – С. 293-300.

How to Cite

Горбенко, Ю., Мельник, Т., & Горбенко, І. (2017). Analysis of potential post-quantum mechanisms of electronic signatures based on hash functions. Radiotekhnika, 2(189), 115–131. Retrieved from http://rt.nure.ua/article/view/183830

Issue

Section

Articles