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課程名稱 |
後量子密碼學
Post-quantum cryptography |
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開課學期 |
112-2 |
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授課對象 |
電機資訊學院 電機工程學研究所 |
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授課教師 |
楊柏因 |
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課號 |
EE5176 |
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課程識別碼 |
921 U2540 |
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班次 |
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學分 |
3.0 |
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全/半年 |
半年 |
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必/選修 |
選修 |
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上課時間 |
星期一2,3,4(9:10~12:10) |
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上課地點 |
電二146 |
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備註 |
總人數上限：50人 |
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課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
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課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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課程概述 |
COOL 為新版, 請在 NTU Cool 查詢資料。
目前量子電腦技術預估可能在10-20年內成熟。未來如果數千量子位元(qubit)的中大型一般用途量子電腦(General Purpose Quantum Computer)問世，將摧毀現今全世界絕大多數廣泛使用的公鑰密碼系統 (PKC, Public-Key Cryptosystem)，例如 RSA、Diffie-Hellman 密鑰交換 (Key Exchange)、橢圓曲線密碼系統(ECC, Elliptic Curve Cryptosystem)。本課程主要介紹可抵擋量子電腦攻擊的公鑰密碼系統，此一研究方向稱為「後量子密碼學」(PQC, Post-Quantum Cryptography)。 |
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課程目標 |
使修習者能初步了解後量子密碼學，為進一步研究打下基礎。
有意參加暑期研習著請洽
https://www.iis.sinica.edu.tw/zh/page/Recruitment/SummerInterns/SummerInterns_2024.html |
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課程要求 |
初步理解後量子密碼學並練習實作 |
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預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
另約時間 備註： 每週 0820-0900 在 EE2-108 可供諮詢 |
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指定閱讀 |
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參考書目 |
1. “Post-Quantum Cryptography”, edited by Daniel J. Bernstein and Johannes Buchmann, Springer-Verlag, 2009,
2. “An Introduction to Mathematical Cryptography” by Jeffrey Hoffstein, Jill Pipher, and Joseph H. Silverman. Springer-Verlag Undergraduate |
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評量方式
(僅供參考) |
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No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
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1. |
平時 |
30% |
Homework, in-class quizzes/tests, roll call |
2. |
期中 |
30% |
Mid-term (150min) |
3. |
期末 |
40% |
Report + programming 30% , Presentation 10% |
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針對學生困難提供學生調整方式 |
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上課形式 |
以錄音輔助, 以錄影輔助 |
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作業繳交方式 |
延長作業繳交期限 |
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考試形式 |
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其他 |
由師生雙方議定 |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
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第1週 |
2/19 |
1. PQC introduction
2. Introduction to Lattice-based Cryptography |
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第2週 |
2/26 |
Guest Lecture by Dr. Lorenz Panny: PQC based on Supersingular Isogenies (English) |
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第3週 |
3/4 |
Polynomial Multiplications: Simpler Methods
1-hour Test |
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第4週 |
3/11 |
Polynomial Multiplications: Fast Fourier Transformations |
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第5週 |
3/18 |
Modular Arithmetic: Montgomery, Plantard, Barrett (Shoup), and RNS |
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第6週 |
3/25 |
Intro to Code-Based Cryptography
Intro to Sage
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第7週 |
4/1 |
Final Project Introduction: the ARM processors, Raspberry Pi, RISC-V
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第8週 |
4/8 |
More about Lattice-Based Cryptosystems
1-hour test |
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第9週 |
4/15 |
mid-term |
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第10週 |
4/22 |
Introduction to Fully Homomorphic Encryption |
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第11週 |
4/29 |
Big Integer Arithmetic and Implementations |
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第12週 |
5/6 |
Miscellaneous: safegcd and its applications to lattice-based crypto and bigint arithmetic |
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第13週 |
5/13 |
Lattice-Based Cryptanalysis: the LLL (Lenstra-Lenstra-Lovasz) Algorithm |
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第14週 |
5/20 |
Miscellaneous (Quantum Cryptanalysis) |
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第15週 |
5/27 |
Guest Lecture by Dr. Ming-Shing Chen: Multivariate Cryptography |
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第16週 |
6/2 |
Guest Lecture by Dr. Ruben Niederhagen: Hash-based cryptography (English) |
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第17週 |
6/9 |
Final Presentation |
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