課程名稱 |
後量子密碼學 Post-quantum cryptography |
開課學期 |
106-1 |
授課對象 |
電機資訊學院 電機工程學研究所 |
授課教師 |
鄭振牟 |
課號 |
EE5176 |
課程識別碼 |
921 U2540 |
班次 |
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學分 |
3.0 |
全/半年 |
半年 |
必/選修 |
選修 |
上課時間 |
星期二7,8,9(14:20~17:20) |
上課地點 |
明達205 |
備註 |
與陳君明合授 總人數上限:30人 |
Ceiba 課程網頁 |
http://ceiba.ntu.edu.tw/1061EE5176_2017 |
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 |
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 |
未來如果一般用途 (General Purpose) 的量子電腦 (Quantum Computer) 技術成熟而問世,將摧毀現今全世界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,此領域稱為「後量子密碼學」(PQC, Post-Quantum Cryptography)。 |
課程目標 |
後量子密碼學可區分為五大子領域,分別是︰網格 (Lattice) 密碼學、多變數 (Multivariate) 密碼學、雜湊 (Hash) 密碼學、編碼 (Code) 密碼學、橢圓曲線同源 (Supersingular Elliptic Curve Isogeny) 密碼學。本課程以網格密碼學為主,講授大約半學期,再介紹後量子密碼學的其餘四大子領域。此外,亦將提及網格破密 (Lattice Cryptanalysis)、量子破密 (Quantum Cryptanalysis)、量子密碼 (Quantum Cryptography) / 量子密鑰交換 (QKD, Quantum Key Distribution)。本課程目標為熟悉上述主題。 |
課程要求 |
密碼學基礎知識,包括公鑰密碼系統、雜湊函數的運作原理。 |
預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
每週五 14:30~15:30 備註: 可寄信與助教另行約定時間。 |
指定閱讀 |
Chapter 7, "Lattices and Cryptography" from:
"An Introduction to Mathematical Cryptography" by Jeffrey Hoffstein, Jill Pipher, and Joseph H. Silverman. Springer-Verlag – Undergraduate Texts in Mathematics. ISBN: 978-1-4939-1710-5 – 2nd edition – 2014
http://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4939-1711-2 |
參考書目 |
"Post-Quantum Cryptography", Springer-Verlag, 2009.
https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-540-88702-7 |
評量方式 (僅供參考) |
No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
1. |
作業 |
60% |
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2. |
考試 |
20% |
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3. |
報告 |
20% |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
第1週 |
9/12 |
Review of Hash Functions and Public Key Cryptography |
第2週 |
9/19 |
7.1 A Congruential Public Key Cryptosystem
7.2 Subset-Sum Problems and Knapsack Cryptosystems
7.3 A Brief Review of Vector Spaces |
第3週 |
9/26 |
(CHES conference) |
第4週 |
10/03 |
7.4 Lattices: Basic Definitions and Properties
7.5 Short Vectors in Lattices
7.6 Babai’s Algorithm |
第5週 |
10/10 |
(No Lecture) |
第6週 |
10/17 |
7.7 Cryptosystems Based on Hard Lattice Problems
7.8 The GGH Public Key Cryptosystem |
第7週 |
10/24 |
7.9 Convolution Polynomial Rings
7.10 The NTRU Public Key Cryptosystem
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第8週 |
10/31 |
7.11 NTRUEncrypt as a Lattice Cryptosystem
7.12 Lattice-Based Digital Signature Schemes
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第9週 |
11/07 |
7.13 Lattice Reduction Algorithms
7.14 Applications of LLL to Cryptanalysis |
第12週 |
11/28 |
Multivariate |
第14週 |
12/12 |
EXAM (Chapter 7) |
第15週 |
12/19 |
LWE (Learning With Errors), Hash-based Signature Schemes |
第16週 |
12/26 |
Code-Based Cryptography |