< Terug naar vorige pagina

Project

Over praktische drempelprotocollen en verifieerbare geheimsplitsing

In de huidige IT-wereld zijn gegevens enorm belangrijk, maar ze brengen ook aanzienlijke uitdagingen op het gebied van beveiliging en privacy. Er zijn een paar uitdagingen om vertrouwelijkheid van gegevens te bereiken. Encryptie wordt gebruikt om gegevens veilig te houden, maar het kan de verwerking van deze data bemoeilijken. Om dit probleem aan te pakken, worden technologieën, zoals multi-party computation (MPC), naar voren geschoven als centrale oplossingen. MPC stelt partijen in staat om veilige gegevensberekeningen uit te voeren met behoud van privacy. Een andere uitdaging waar we voor staan zijn kwantumcomputers, die een bedreiging vormen voor onze huidige beveiligingsmaatregelen. Post-quantum cryptografie is de oplossing, maar het is relatief nieuw en minder efficiënt vergeleken met traditionele cryptografie.

Het doel van dit proefschrift is om efficiënte cryptografieprotocollen voor te stellen voor zowel klassieke als post-quantum toepassingen. De bijdragen in dit proefschrift behandelen deze uitdagingen in drie hoofdsecties:

- Generieke MPC: Deze sectie bestaat uit twee bijdragen. Ten eerste introduceert het een hulpmiddel voor generieke MPC, en ten tweede stelt het een financiële toepassing voor generieke MPC.

- Cryptografische protocollen: Deze sectie presenteert bijdragen gerelateerd aan aan digitale signaturen, die zowel standaard- als identiteitsgebaseerde handtekeningen omvatten, evenals verifieerbare secret-sharing protocollen.

- Niet-genereuze MPC: Deze sectie bevat bijdragen gerelateerd aan gedistribueerde sleutelgeneratie-algoritmen en treshold-handtekening protocollen, die zowel standaard als identiteitsgebaseerde threshold handtekeningen omvatten.

In de generieke MPC-sectie bieden we een omzettingsalgoritme als hulpmiddel voor MPC, dat de overgang tussen conventionele IEEE dubbele precisie en veilige rekenkundige benaderingen van reële getallen binnen een op Linear Secret Sharing Scheme-gebaseerde MPC. We demonstreren ook een toepassing van MPCdoor het te gebruiken om het probleem van gridlockresolutie aan te pakken in Real-Time Gross Settlement (RTGS) binnen betalingssystemen.

In het gedeelte over cryptografische protocollen wordt CSI-SharK gepresenteerd, een efficiënt handtekeningschema op basis van isogenies. Daarnaast wordt een op identiteitsgebaseerd handtekeningschema gebaseerd op CSI-SharK. Het proefschrift introduceert ook het eerste Post-Quantum Niet-Interactief Verifieerbare Secret-Sharing (NI-VSS) schema met rekenkosten en communica tiekosten van respectievelijk O(n) en O(nλ). Gebruikmakend van deze NI-VSS, stellen we zeer efficiënte threshold protocollen voor, waaronder gedistribueerde sleutelgeneratieprotocollen en threshold handtekeningschema’s.

Tot slot richt het proefschrift zich in de niet-generieke MPC-sectie op het produceren van efficiënte gedistribueerde sleutelgeneratie (DKG) protocollen en vervolgens threshold handtekeningen. Onze geavanceerde robuuste threshold handtekening op basis van isogenies heet ThresheR SharK. Tijdens de VSS fase gebruiken we onze voorgestelde snelle NI-VSS, die de mogelijkheden van ThresheR SharK aanzienlijk verbetert. Vervolgens gebruiken we ThresheR SharK voor de introductie van het eerste robuuste identiteitsgebaseerde threshold ondertekeningenschema gebaseerd op isogenies. Deze dissertatie draagt bij aan het verbeteren van cryptografische bouw stenen, waardoor ze efficiënter en praktischer te worden. Nu we het post quantumtijdperk binnengaan, blijft onze toewijding om veilige protocollen te ontwikkelen nog steeds sterk, en overbruggen we de efficiëntiekloof in cryptografische toepassingen. Dit proefschrift maakt de weg vrij voor een veilige digitale toekomst.

Datum:12 feb 2020 →  19 mrt 2024
Trefwoorden:Multi-parti computation protocols, MPC protocols, Zero-knowledge proofs, ZK proofs
Disciplines:Cryptografie, privacy en beveiliging
Project type:PhD project