Projektbeschreibung
Neue Möglichkeiten zur Verhinderung von Datenschutzverletzungen
Kommunikations- und Datenspeichersysteme sind in unserem Alltag unverzichtbar. Diese Systeme bringen jedoch immense Herausforderungen in Bezug auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit mit sich. Die Sicherheit ist wichtig, wenn vertrauliche Daten wie Gesundheitsinformationen übertragen und gespeichert werden; die Zuverlässigkeit muss garantiert sein, um Daten auch beispielsweise dann übertragen und speichern zu können, wenn Störungen auftreten. Algebraische Codes sind leistungsstarke Instrumente, mit denen beides gewährleistet werden kann. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts inCREASE sollen spezielle Codes für Sicherheitsanwendungen und die DNA-Speicherung erstellt und beurteilt werden. Das Team wird insbesondere auf sicherem Code beruhende Post-Quanten-Kryptosysteme, die auf algebraische Codes gestützte Neugenerierung sicherer Schlüssel und algebraische Codes für DNA-basierte Speichersysteme untersuchen. Dabei werden vorrangig Codes verwendet, die Einfügungen und Löschungen korrigieren.
Ziel
Communication and data storage systems are indispensable parts of our every-day life. However, these systems deal with severe challenges in security and reliability. Security is important whenever a user communicates or stores sensitive data, e.g. medical information; reliability has to be guaranteed to be able to transmit or store information while noise occurs. Algebraic codes (ACs) are a powerful means to achieve both.
Within inCREASE, I will construct and evaluate special codes for security applications and DNA storage.
The tasks are structured into three work packages: (1) post-quantum secure code-based cryptosystems, (2) secure key regeneration based on ACs, (3) ACs for DNA-based storage systems. The focus of inCREASE
lies on innovative theoretical concepts.
The goal of work package (1) is to investigate and design code-based cryptosystems; one promising idea is to apply insertion/deletion correcting codes. The security of these systems will be analysed from two points of view: structural attacks on the algorithms and hardware implementations with side-channel attacks.
Secure cryptographic key regeneration is the goal of (2) and can be achieved by physical unclonable functions (PUFs). Here, ACs are necessary to reproduce the key reliably. This project will study the error patterns that occur in PUFs, model them theoretically, and design suitable coding schemes.
The investigation on (3) will start with a study of the data of existing DNA storage systems. The outcome will be an error model that will include insertions, deletions, substitutions, and duplications. Therefore, inCREASE will design ACs for these error types. This will be especially challenging regarding the mathematical concepts. These codes will be evaluated by simulations and using data sets of DNA storage systems.
This project is high risk/high gain with impact not only to storage and security, but to the methodology as well as other areas such as communications.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
80333 Muenchen
Deutschland