Táto bakalárska práca sa zaoberá mapovaním kryptoanalytických algoritmov pre kvantové počítače. V teoretickej časti je popísaný úvod do kryptológie, základy a charakterizácia kvantových počítačov spolu so súčasným vývojom v tejto oblasti. Ako ďalšie sú predstavené kvantové algoritmy. Praktická časť sa zaoberá kategorizáciou kvantových algoritmov, ktoré sú nebezpečné pre modernú kryptografiu. Sú tu uvedené dopady využitia týchto algoritmov na symetrickú a asymetrickú kryptografiu a ponúknutá alternatíva k prelomeným kryptografickým systémom, v podobe post-kvantovej kryptografie.
Annotation in English
This bachelor thesis aims to map cryptanalytic algorithms for quantum computers. The theoretical part of the thesis begins with an introduction to cryptology, the basics of quantum computing, and the progress made in this field nowadays. The last part of the theoretical part introduces quantum algorithms. The practical part of the thesis deals with the categorization of quantum algorithms which are a threat to modern cryptography. Furthermore, this part describes the impact of these algorithms on symmetric and asymmetric cryptography and offers an alternative to bro-ken ciphers in the form of post-quantum cryptography.
Táto bakalárska práca sa zaoberá mapovaním kryptoanalytických algoritmov pre kvantové počítače. V teoretickej časti je popísaný úvod do kryptológie, základy a charakterizácia kvantových počítačov spolu so súčasným vývojom v tejto oblasti. Ako ďalšie sú predstavené kvantové algoritmy. Praktická časť sa zaoberá kategorizáciou kvantových algoritmov, ktoré sú nebezpečné pre modernú kryptografiu. Sú tu uvedené dopady využitia týchto algoritmov na symetrickú a asymetrickú kryptografiu a ponúknutá alternatíva k prelomeným kryptografickým systémom, v podobe post-kvantovej kryptografie.
Annotation in English
This bachelor thesis aims to map cryptanalytic algorithms for quantum computers. The theoretical part of the thesis begins with an introduction to cryptology, the basics of quantum computing, and the progress made in this field nowadays. The last part of the theoretical part introduces quantum algorithms. The practical part of the thesis deals with the categorization of quantum algorithms which are a threat to modern cryptography. Furthermore, this part describes the impact of these algorithms on symmetric and asymmetric cryptography and offers an alternative to bro-ken ciphers in the form of post-quantum cryptography.
Popište vybrané kryptoanalytické kvantové algoritmy včetně charakterizace různých typů kvantových počítačů.
Vypracujte podrobný přehled, kategorizaci a popište využitelnost algoritmů.
Proveďte průzkum aplikovatelnosti algoritmů pro symetrickou i asymetrickou kryptografii.
Vyhodnoťte dosažené poznatky a proveďte závěr.
Research Plan
Vypracujte literární rešerši na dané téma.
Popište vybrané kryptoanalytické kvantové algoritmy včetně charakterizace různých typů kvantových počítačů.
Vypracujte podrobný přehled, kategorizaci a popište využitelnost algoritmů.
Proveďte průzkum aplikovatelnosti algoritmů pro symetrickou i asymetrickou kryptografii.
Vyhodnoťte dosažené poznatky a proveďte závěr.
Recommended resources
BERNSTEIN, Daniel J., Johannes A. BUCHMANN a Erik DAHMEN, ed. Post-quantum cryptography. Berlin: Springer, [2009], viii, 245 s. ISBN 978-3-540-88701-0.
LANGE, Tanja a Rainer STEINWANDT, ed. Post-Quantum cryptography: 9th International conference, PQCrypto 2018 Fort Lauderdale, FL, USA, April 9-11, 2018 Proceedings. Cham: Springer, [2018], xiii, 527 s. ISBN 978-3-319-79062-6.
KUMAR, Neeraj, et al. (ed.). Limitations and Future Applications of Quantum Cryptography. Information Science Reference, 2020.
NIELSEN, Michael A. a Isaac L. CHUANG. Quantum computation and quantum information. 10th Anniversary ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2010, xxxi, 676 s. ISBN 9781107002173.
MEGLICKI, Zdzislaw. Quantum computing without magic: devices. Cambridge, MA: MIT Press, c2008, 1 online zdroj (xx, 422 p.). Scientific and engineering computation series. ISBN 9780262288187. Dostupné také z: https://proxy.k.utb.cz/login?url=http://ieeexplore.ieee.org/xpl/bkabstractplus.jsp?bkn=6267464
SWENSON, Christopher. Modern cryptanalysis: techniques for advanced code breaking. Indianapolis: Wiley, c2008, xxviii, 236 s. ISBN 9780470135938.
Recommended resources
BERNSTEIN, Daniel J., Johannes A. BUCHMANN a Erik DAHMEN, ed. Post-quantum cryptography. Berlin: Springer, [2009], viii, 245 s. ISBN 978-3-540-88701-0.
LANGE, Tanja a Rainer STEINWANDT, ed. Post-Quantum cryptography: 9th International conference, PQCrypto 2018 Fort Lauderdale, FL, USA, April 9-11, 2018 Proceedings. Cham: Springer, [2018], xiii, 527 s. ISBN 978-3-319-79062-6.
KUMAR, Neeraj, et al. (ed.). Limitations and Future Applications of Quantum Cryptography. Information Science Reference, 2020.
NIELSEN, Michael A. a Isaac L. CHUANG. Quantum computation and quantum information. 10th Anniversary ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2010, xxxi, 676 s. ISBN 9781107002173.
MEGLICKI, Zdzislaw. Quantum computing without magic: devices. Cambridge, MA: MIT Press, c2008, 1 online zdroj (xx, 422 p.). Scientific and engineering computation series. ISBN 9780262288187. Dostupné také z: https://proxy.k.utb.cz/login?url=http://ieeexplore.ieee.org/xpl/bkabstractplus.jsp?bkn=6267464
SWENSON, Christopher. Modern cryptanalysis: techniques for advanced code breaking. Indianapolis: Wiley, c2008, xxviii, 236 s. ISBN 9780470135938.
