Descrizione del progetto
Aumentare la sicurezza delle comunicazioni nell’era dell’informatica quantistica
La protezione dei canali di comunicazione digitale è fondamentale considerata la quantità di dati sensibili che scambiamo ogni giorno. Fino a oggi, ciò era garantito attraverso protocolli crittografici, basati sull’ipotesi che fosse molto difficile per i computer eseguire alcune operazioni matematiche. Con l’avvento dei computer quantici, sarà necessario abbandonare la crittografia classica a favore di nuovi protocolli quantistici. La dimostrazione delle proposte matematiche coinvolte nel loro sviluppo sarà abbastanza difficoltosa, dal momento che l’intuizione umana è più adatta a formulare ragionamenti all’interno del mondo classico e più soggetta a errori nel regno quantistico. Il progetto CerQuS, finanziato dall’UE, sta sviluppando nuovi metodi per verificare la sicurezza crittografica di queste dimostrazioni matematiche. Verranno applicati logiche e strumenti software innovativi per proteggere sia i computer classici che quelli quantici.
Obiettivo
"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.
"
Campo scientifico
- 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
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
52062 Aachen
Germania