課程資訊
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  電子工程學研究所  
授課教師
鄭振牟 
課號
EE5176 
課程識別碼
921 U2540 
班次
 
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
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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。 
Office Hours
每週五 14:30~15:30 備註: 可寄信與助教另行約定時間。 
參考書目
"Post-Quantum Cryptography", Springer-Verlag, 2009.

https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-540-88702-7 
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 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
作業 
60% 
 
2. 
考試 
20% 
 
3. 
報告 
20% 
 
 
課程進度
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 
第8週
10/31  7.11 NTRUEncrypt as a Lattice Cryptosystem 7.12 Lattice-Based Digital Signature Schemes 
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