Аналіз складності та можливості реалізації квантової атаки стосовно постквантового алгоритму електронного підпису Rainbow: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140
The paper identifies and analyzes attacks aimed at Rainbow post-quantum electronic signature cryptanalysis. Today, due to advances in the quantum computers development, the need to present new standards for electronic signatures resistant to both quantum and classical cryptanalysis arisen. To solve...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/article/view/175 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Physico-mathematical modeling and informational technologies |
Репозитарії
Physico-mathematical modeling and informational technologies| _version_ | 1867479503640461312 |
|---|---|
| author | Kaptol, Yevheniy |
| author_facet | Kaptol, Yevheniy |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Yevheniy Kaptol",
"institution": "Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, майдан Свободи, 6, 61000, Харків"
}
] |
| author_sort | Kaptol, Yevheniy |
| baseUrl_str | http://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-09-06T08:14:00Z |
| description | The paper identifies and analyzes attacks aimed at Rainbow post-quantum electronic signature cryptanalysis. Today, due to advances in the quantum computers development, the need to present new standards for electronic signatures resistant to both quantum and classical cryptanalysis arisen. To solve the lack of such electronic signatures, NIST USA is running the NIST PQC competition. As part of this competition some electronic signatures designed to resist quantum cryptanalysis were presented, including Rainbow electronic signature. CZ-Rainbow and the compressed Rainbow algorithm were also presented along with the regular Rainbow algorithm. This paper analysis attacks on all three types of electronic signature. The possibility of a quantum attack against the Rainbow electronic signature, as well as the complexity of such an attack, defines the possibility of this electronic signature usage during the post-quantum period.
References
Post-Quantum Cryptography PQC. Round 3 Submissions. NIST Computer Security Resource Center (CSRC). Information retrieval interaction. Retrieved from https://csrc.nist.gov/projects/post-quantum-cryptography/round-3-submissions.
PQC Standardization Process: Third Round Candidate Announcement. NIST Computer Security Resource Center (CSRC). July 22, 2020. Information retrieval interaction. Retrieved from https://csrc.nist.gov/News/2020/pqc-third-round-candidate-announcement.
Ding, J. Rainbow - Algorithm Specification and Documentation. The 3rd round Proposal. Department of Mathematical Sciences, University of Cincinnati.
Faugere, J.-C. (1999). A new efficient algorithm for computing Grobner Bases (F4). Journal of Pure and Applied Algebra, 139, 61-88. Information retrieval interaction. Retrieved from https://doi.org/10.1016/S0022-4049(99)00005-5. DOI doi.org/10.1016/s0022-4049(99)00005-5
Bettale, L., Faugere, J.-C., Perret, L. (2009). Hybrid approach for solving multivariate systems over finite fields. Journal of Mathematical Cryptology, 3, 177-197, 2009. DOI doi.org/10.1515/jmc.2009.009
Coppersmith, D., Stern, J., Vaudenay, S. (1994). Attacks on the birational signature scheme. CRYPTO 1994. Springer, 435 – 443. DOI doi.org/10.1007/3-540-48329-2_37
Kipnis, A., Patarin, J., Goubin, L. (1999). Unbalanced Oil and Vinegar schemes. EUROCRYPT 1999. Springer, 206-222. DOI doi.org/10.1007/3-540-48910-x_15
Kipnis, A., Shamir, A. (1998). Cryptanalysis of the Oil and Vinegar signature scheme. CRYPTO 1998. Springer, 257-266. DOI doi.org/10.1007/bfb0055733
Schwable, P., Westerbaan, B. (2016). Solving Binary MQ with Grover’s Algorithm. Springer. SPACE 2016, 303-322.
|
| doi_str_mv | 10.15407/fmmit2021.32.136 |
| first_indexed | 2026-06-09T01:07:19Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs2.www.fmmit.lviv.ua:article-175 |
| institution | Physico-mathematical modeling and informational technologies |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-09T01:07:19Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs2.www.fmmit.lviv.ua:article-1752021-09-06T08:14:00Z Quantum attack against post-quantum electronic signature complexity and implementation probability analysis: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 Аналіз складності та можливості реалізації квантової атаки стосовно постквантового алгоритму електронного підпису Rainbow: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 Kaptol, Yevheniy електронний підпис криптографічна стійкість криптоаналіз квантовий криптоаналіз electronic signature cryptographic stability cryptanalysis quantum cryptanalysis The paper identifies and analyzes attacks aimed at Rainbow post-quantum electronic signature cryptanalysis. Today, due to advances in the quantum computers development, the need to present new standards for electronic signatures resistant to both quantum and classical cryptanalysis arisen. To solve the lack of such electronic signatures, NIST USA is running the NIST PQC competition. As part of this competition some electronic signatures designed to resist quantum cryptanalysis were presented, including Rainbow electronic signature. CZ-Rainbow and the compressed Rainbow algorithm were also presented along with the regular Rainbow algorithm. This paper analysis attacks on all three types of electronic signature. The possibility of a quantum attack against the Rainbow electronic signature, as well as the complexity of such an attack, defines the possibility of this electronic signature usage during the post-quantum period. References Post-Quantum Cryptography PQC. Round 3 Submissions. NIST Computer Security Resource Center (CSRC). Information retrieval interaction. Retrieved from https://csrc.nist.gov/projects/post-quantum-cryptography/round-3-submissions. PQC Standardization Process: Third Round Candidate Announcement. NIST Computer Security Resource Center (CSRC). July 22, 2020. Information retrieval interaction. Retrieved from https://csrc.nist.gov/News/2020/pqc-third-round-candidate-announcement. Ding, J. Rainbow - Algorithm Specification and Documentation. The 3rd round Proposal. Department of Mathematical Sciences, University of Cincinnati. Faugere, J.-C. (1999). A new efficient algorithm for computing Grobner Bases (F4). Journal of Pure and Applied Algebra, 139, 61-88. Information retrieval interaction. Retrieved from https://doi.org/10.1016/S0022-4049(99)00005-5. DOI doi.org/10.1016/s0022-4049(99)00005-5 Bettale, L., Faugere, J.-C., Perret, L. (2009). Hybrid approach for solving multivariate systems over finite fields. Journal of Mathematical Cryptology, 3, 177-197, 2009. DOI doi.org/10.1515/jmc.2009.009 Coppersmith, D., Stern, J., Vaudenay, S. (1994). Attacks on the birational signature scheme. CRYPTO 1994. Springer, 435 – 443. DOI doi.org/10.1007/3-540-48329-2_37 Kipnis, A., Patarin, J., Goubin, L. (1999). Unbalanced Oil and Vinegar schemes. EUROCRYPT 1999. Springer, 206-222. DOI doi.org/10.1007/3-540-48910-x_15 Kipnis, A., Shamir, A. (1998). Cryptanalysis of the Oil and Vinegar signature scheme. CRYPTO 1998. Springer, 257-266. DOI doi.org/10.1007/bfb0055733 Schwable, P., Westerbaan, B. (2016). Solving Binary MQ with Grover’s Algorithm. Springer. SPACE 2016, 303-322. У роботі визначаються та аналізуються атаки, спрямовані на здійснення криптоаналізу постквантового алгоритму електронного підпису Rainbow. Нині, у зв’язку з успіхами в розробці квантових комп’ютерів, існує потреба в представленні нових стандартів електронних підписів, що були б стійкими до квантового та класичного криптоаналізу. З метою вирішення проблеми відсутності таких електронних підписів NIST США проводить конкурс NIST PQC. В межах цього конкурсу було представлено деякі електронні підписи, розроблені для протистояння квантовому криптоаналізу, серед них і Rainbow. Разом зі звичайним алгоритмом Rainbow було також представлено CZ-Rainbow та стислий алгоритм Rainbow. В роботі досліджуються атаки на всі три варіанти електронного підпису. Від наявності можливості реалізації квантової атаки стосовно електронного підпису Rainbow та складності здійснення такої атаки залежить можливість використання цього електронного підпису в постквантовий період. Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України 2021-07-08 Article Article application/pdf https://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/article/view/175 10.15407/fmmit2021.32.136 PHYSICO-MATHEMATICAL MODELLING AND INFORMATIONAL TECHNOLOGIES; No. 32 (2021): Physico-mathematical modeling and informational technologies, 2021, Issue 32; 136-140 ФІЗИКО-МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТА ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ; № 32 (2021): Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології, 2021, Вип. 32; 136-140 2617-5258 1816-1545 10.15407/fmmit2021.32 uk https://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/article/view/175/165 Авторське право (c) 2021 Yevheniy Kaptol (Автор) |
| spellingShingle | електронний підпис криптографічна стійкість криптоаналіз квантовий криптоаналіз Kaptol, Yevheniy Аналіз складності та можливості реалізації квантової атаки стосовно постквантового алгоритму електронного підпису Rainbow: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 |
| title | Аналіз складності та можливості реалізації квантової атаки стосовно постквантового алгоритму електронного підпису Rainbow: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 |
| title_alt | Quantum attack against post-quantum electronic signature complexity and implementation probability analysis: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 |
| title_full | Аналіз складності та можливості реалізації квантової атаки стосовно постквантового алгоритму електронного підпису Rainbow: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 |
| title_fullStr | Аналіз складності та можливості реалізації квантової атаки стосовно постквантового алгоритму електронного підпису Rainbow: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 |
| title_full_unstemmed | Аналіз складності та можливості реалізації квантової атаки стосовно постквантового алгоритму електронного підпису Rainbow: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 |
| title_short | Аналіз складності та можливості реалізації квантової атаки стосовно постквантового алгоритму електронного підпису Rainbow: Fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 |
| title_sort | аналіз складності та можливості реалізації квантової атаки стосовно постквантового алгоритму електронного підпису rainbow: fìz.-mat. model. ìnf. tehnol. 2021, 32:136-140 |
| topic | електронний підпис криптографічна стійкість криптоаналіз квантовий криптоаналіз |
| topic_facet | електронний підпис криптографічна стійкість криптоаналіз квантовий криптоаналіз electronic signature cryptographic stability cryptanalysis quantum cryptanalysis |
| url | https://www.fmmit.lviv.ua/index.php/fmmit/article/view/175 |
| work_keys_str_mv | AT kaptolyevheniy quantumattackagainstpostquantumelectronicsignaturecomplexityandimplementationprobabilityanalysisfizmatmodelinftehnol202132136140 AT kaptolyevheniy analízskladnostítamožlivostírealízacííkvantovoíatakistosovnopostkvantovogoalgoritmuelektronnogopídpisurainbowfizmatmodelinftehnol202132136140 |