Description du projet
Renforcer la sécurité des communications à l’ère de l’informatique quantique
La sécurisation des canaux de communication numériques est cruciale compte tenu de la quantité de données sensibles que nous échangeons chaque jour. Cette sécurité était jusqu’à présent assurée par l’utilisation de protocoles cryptographiques, en partant du principe qu’il est très difficile pour les ordinateurs d’effectuer certaines opérations mathématiques. L’avènement des ordinateurs quantiques nécessitera de renoncer à la cryptographie classique au profit de nouveaux protocoles quantiques. Vérifier les propositions mathématiques impliquées dans leur développement sera assez difficile car l’intuition humaine est mieux adaptée à la raison dans le monde classique et est plus sujette aux erreurs dans le domaine quantique. Le projet CerQuS, financé par l’UE, développe de nouvelles méthodes visant à vérifier la sécurité cryptographique de ces preuves mathématiques. De nouvelles logiques et de nouveaux outils logiciels seront déployés pour sécuriser à la fois les ordinateurs classiques et les ordinateurs quantiques.
Objectif
"Digital communication permeates all areas of today's daily life. Cryptographic protocols are used to secure that
communication. Quantum communication and the advent of quantum computers both threaten existing cryptographic
solutions, and create new opportunities for secure protocols. The security of cryptographic systems is normally ensured by
mathematical proofs. Due to human error, however, these proofs often contain errors, limiting the usefulness of said proofs.
This is especially true in the case of quantum protocols since human intuition is well-adapted to the classical world, but not
to quantum mechanics. To resolve this problem, methods for verifying cryptographic security proofs using computers (i.e.
for ""certifying"" the security) have been developed. Yet, all existing verification approaches handle classical cryptography
only - for quantum protocols, no approaches exist.
This project will lay the foundations for the verification of quantum cryptography. We will design logics and software tools
for developing and verifying security proofs on the computer, both for classical protocols secure against quantum computer
(post-quantum security) and for protocols that use quantum communication.
Our main approach is the design of a logic (quantum relational Hoare logic, qRHL) for reasoning about the relationship
between pairs of quantum programs, together with an ecosystem of manual and automated reasoning tools, culminating in
fully certified security proofs for real-world quantum protocols.
As a final result, the project will improve the security of protocols in the quantum age, by removing one possible source of
human error. In addition, the project directly impacts the research community, by providing new foundations in program
verification, and by providing cryptographers with new tools for the verification of their protocols.
"
Champ scientifique
- natural sciencescomputer and information sciencessoftware
- natural sciencescomputer and information sciencescomputer securitycryptography
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural sciencesbiological sciencesecologyecosystems
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
52062 Aachen
Allemagne